Ondas estacionarias en una cuerda

1. Resumen
2. Introducción y
   objetivos
3. Ondas
   estacionarias
4. Materiales
6. Datos
7. Resultados
8. Análisis de las causas
   de Incertidumbre y Error
9. Análisis de
   Resultados
10. Conclusiones
11. Bibliografía

1.
Resumen

En esta práctica se experimento y estudio la
creación de ondas
estacionarias utilizando un vibrador con frecuencias
definidas como pulsador, unas masas para crear tensión y
una cuerda como medio de propagación. Por medio de
los valores
hallados, se encontraron las frecuencias experimentales se pudo
comparar estas con las teóricas, hallando los errores
porcentuales.

2. Introducción y objetivos

El análisis del movimiento
(generado mediante un vibrador) de una cuerda tensa resulta de
gran importancia en nuestro curso de Física II. Comprender
como es el movimiento de la cuerda a ciertas frecuencias bajo
circunstancias determinadas y controladas en un laboratorio
nos ayuda a tener un mejor concepto de
cómo podemos utilizar mejor los resultados y darles una
mejor aplicación en múltiples campos de nuestra
vida.

Dentro de los objetivos de
la práctica se pueden destacar los siguientes:

• Estudiar la propagación de ondas
  armónicas transversales en una cuerda tensa y la forma
  en que se superponen para dar lugar a ondas
  estacionarias.

Ondas
estacionarias

Al hablar de ondas estacionarias se debe sobrentender
que son el resultado de una superposición de ondas
transversales al reflejarse ya que le extremo del medio donde se
propagan, es fijo. Toda onda transversal propagada en una cuerda,
contiene sus propias características que son su velocidad,
amplitud y su frecuencia (f); y estarán afectadas por la
constante que
define la densidad lineal
de la cuerda.

T = tensión de la cuerda.

Se puede definir longitud de onda como la distancia
mínima entre dos puntos cuales quiera sobre una onda que
se comporta idénticamente. La frecuencia de estas ondas
periódicas es definida como la tasa en el tiempo a la
cual la perturbación se repite a si misma. Las ondas
viajan con una velocidad especifica, la cual depende de las
propiedades del medio perturbado.

3.
Materiales

• Vibrador
• Regla de madera con
  precisión de ±
  0.1
• Cuerda con una densidad lineal de
• Pesas de 20, 50, 70 y 100 gramos
• Polea que fue utilizada como soporte para la
  cuerda

4.
Procedimiento

Se empleo un
vibrador que producía un tren de ondas senoidales a una
cuerda de longitud L; en donde estas se reflejaban en el extremo
opuesto produciendo ondas estacionarias siempre y cuando la
tensión, la frecuencia y la longitud de la cuerda tuvieran
valores
apropiados.

La tensión de la cuerda se ajusto colgando pesos
de 20, 40,60, 80, 100 gramos.

Para cada masa, se aplico frecuencias de 30, 60 y 130
Hz; y se determino el experimental ubicándolo por medio de una formula la
cual nos arrojaba el teórico. Por medio de estos resultados, se hallo la
velocidad.

5. Datos

Tabla de frecuencia de 30

Tabla de frecuencia de 60

Tabla de frecuencia de 130

6.
Resultados

Tanto la frecuencia nominal como las masas no tienen
incertidumbre ya que son valores verdaderos.

Para encontrar los datos se utilizaron las siguientes
formulas.

El valor de
fue tomado
experimentalmente pero lo tomamos como verdadero y el valor de
fue tomado con
la regla.

7.
Análisis de las causas de Incertidumbre y
Error

• La masas, al igual que la densidad lineal de la
  cuerda, de definieron como valores convencionalmente
  verdaderos
• La incertidumbre de será de ± 0.05 cm ya que la tomamos con regla
  con una precisión de ±
  0.1cm
• Para encontrar la incertidumbre asociada a la
  velocidad utilizaremos el método
  de derivadas
  parciales.

Como la formula para encontrar los datos son divisiones
o productos
utilizaremos las siguientes formulas para encontrar las
incertidumbres.

La incertidumbre

La incertidumbre

La incertidumbre

La incertidumbre

errores porcentuales.

El error porcentual se define como

7.
Análisis de Resultados

lpkupj

poi

Conclusiones

• Las ondas estacionarias se producen al tener bien
  definidas la tensión, la longitud del factor causante
  con el extremo reflector
• El teórico es solo una ayuda para encontrar el
  adecuado para producir ondas estacionarais, ya que el medio y
  el vibrador no son perfectos y cuentan con variaciones en sus
  acciones.
• La longitud de onda puede variar en un mismo sistema siempre
  y cuando encuentre otro punto de resonancia.
• En una onda estacionaria el patrón de la onda
  no se mueve, pero si lo hacen los elementos de la
  cuerda.
• Si las frecuencias asociadas son muy altas las
  velocidades también lo serán.
• En la tabla de datos podemos observar que los errores
  bajos por lo tanto el laboratorio fue bien hecho

Bibliografía

• Serway, Raymond A. Física. Tomo I, Cuarta
  edición. Ed. Mc. Graw Hill.
• Rodríguez, Luis Alfredo. Guías de
  Laboratorio para Física II. Pontificia Universidad
  Javeriana, Facultad de Ingeniería

Presentado por:

Ángela María Arbelaez

Carolina Ospina

Alfredo Barajas Martín