ONDAS ESTACIONARIAS EN CUERDAS MODOS NORMALES.

...

3.- MATERIALES Y EQUIPOS

- Una cuerda de aproximadamente 2[m] y 5[mm] de diámetro.

- Frecuencia variable

- Oscilador mecánico

- Masas

- Un flexómetro

- Una balanza digital

4.- PROCEDIMIENTO

- Para este estudio se sujeta una cuerda de dos extremos fijos (como se indica esquemáticamente en la figura). Uno de sus extremos esta unido al generador de funciones en el punto A y el otro extremo sujeto al detector de fuerzas. La cuerda tiene una masa por unidad de longitud, µ, que es posible conocer utilizando una balanza y midiendo su longitud. La tensión de la cuerda, T, será determinada por el medio de las pesas. El oscilador mecánico genera ondas de la cuerda el frecuencímetro determina la frecuencia de la onda mecánica.

[pic 12]

- Varié la frecuencia de excitación y observe la existencia de frecuencias de resonancia bien definidas. Esta situación de resonancia se caracteriza por la presencia de vientres y nodos bien definidos. Note que al variar finamente la frecuencia de excitación, la amplitud de los vientres pasa por un máximo a la frecuencia de resonancia.

- Para un determinado valor de T y µ determine las frecuencias para el mayor número modos normales de vibración que encuentre. Determine L y calcule la velocidad de la onda para cada modo utilizando regresión lineal y la ecuación (2).[pic 13][pic 14]

- Realice un gráfico de la frecuencia de la onda en función del orden n de cada modo.

- Para una determinada cuerda, estudie la variación de la velocidad de la onda para distintas tensiones T. para esto, varié la fuerza medida por el sensor de funciones.

5.- CALCULOS Y GRAFICOS

- Construir una tabla de datos experimentales frecuencia versus modo normales de oscilación

- Construir el grafico correspondiente y utilizar regresión lineal para hallar la velocidad de la onda. Considerar un nivel de confianza del 95%.

- Determinar la velocidad de la onda usando la tensión de la cuerda y la densidad lineal de la cuerda.

- Comparar las velocidades obtenidas.

CALCULOS:

m= 1.79±0.01

l=1.68±0.01

M=98.82±0.01

N.C.=95%

g=977.5

L=233±0.01

n

1

2

3

4

5

f[Hz]

13.2

20.6

29.7

34.1

N

6

7

8

9

10

f[Hz]

40.6

48.6