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La velocidad del sonidoObjetivo
Determinar la velocidad del sonido con el tubo de Kundt
El sonido es la sensación que se produce cuando las vibraciones longitudinales de las moléculas en el medio externo, esto es, cuando las fases alternadas de condensación y rarefacción de ellas, actúan en la membrana timpánica
Fundamento Teórico
Características de la onda sonora
1) Amplitud (A) : max. desplaz. desde el origen2) Frecuencia (f): n° de ciclos por segundo f =1/T3) Periodo (T) : tiempo de un ciclo4) Longitud de onda (): distancia mínima
entre puntos de igual fase5) Fase ():Cualquier punto del ciclo reconocible
por su relación con el resto del ciclo
Cualquier porción del ciclo
A-A
ciclo
El sonido audible
Intensidad → Amplitud
Tono → Frecuencia
A- A
20 Hz 20 kHz
Infrasonido Audible Ultrasonido
Sonido musical
- Ondas sonoras con patrones repetidos
- Compuesto por: frecuencia primaria (tono fundamental) sobretonos o armónicos → timbre o calidad
Ondas sonoras: Ondas mecánicas longitudinales
DESCOM PRESION
Onda de presión P = Po sen(kx - t)
Ola de rarefacción
Ondas sonoras: Ondas mecánicas longitudinales
COMPRESION
Ola de compresión
Velocidad del sonido
v = ó v = fdistancia ( ) tiempo ( T )
A 20°C en aire = 343 m/s
agua = 1450 m/s
sólidos ≈ 5600 m/s
= v 1f
Ondas sonoras
λ
compresiones
Membrana vibrante
parlante
x
rarefacciones
+Po
0
-Po
Ondas estacionarias
Propagación de las ondas de presión
Dirección +X : P1 = Posen( kx - t )
Dirección –X : P2 = Posen( kx + t )
Superposición P = P1 + P2
P = 2Posen(kx).cos(t)
Donde k = constante de propagación =
= frecuencia angular = 2f
2
Ondas sonoras estacionarias
P = 2Posen(kx).cos(t)
Nodos y antinodos
P = 2Posen(kx).cos(t) k = 2/
Nodos: x = n(λ)/2
P
½λ
x0
A N A N A N A N
¼
L = n(/2)
MaterialesMateriales InstrumentosInstrumentos precisióprecisiónn
Micrófono Micrófono Generador de Generador de ss
1 hz1 hz
Cables Cables Cinta métrica Cinta métrica 1 mm1 mm
Osciloscopio Osciloscopio Termómetro Termómetro 0.1 °C0.1 °C
Tubo de Kundt Tubo de Kundt
Amplificador Amplificador de audio de audio
Materiales e instrumentos
Ch1 Ch2
X100 X1 X1k
osciloscopioGenerador de señales
reóstato
amplificadormicro
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Tubo resonante
Equipo experimental
Procedimiento y datos experimentales
Detección de nodos y antinodos en el osciloscopio
antinodo nodo
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
-----------------------------------------------------
Li
Medición de semilongitudes de onda
f(Hz)f(Hz) LL11(m)(m) LL22(m)(m) LL33(m)(m) L (m)L (m) (m)(m) 1/f1/f V(V(m/s)m/s)
700700
900900
11001100
13001300
15001500
Tabla 1
= 2L L = ( L1 + L2 + L3)13
V= f
(m)
f (Hz)
Procesamiento y Análisis
Gráfica vs. f
(m)
1/f (s)
B = …..
A = …..
Gráfica λ vs. 1 / f
Valor Valor de Ade A
ValoValor de r de
BB
Ec. Empírica Ec. Empírica vs 1/fvs 1/f
Velocidad Velocidad del sonido del sonido
Exp.Exp.
DiscrepanDiscrepancia cia
porcentuaporcentuall
Resultados
Conclusiones
Bibliografía