GENERACION DE ONDAS

FAC. INGENIERIA UMSA

GENERACION DE ONDAS

GENERACION DE ONDAS1. OBJETIVO GENERALEs el de generar diferentes ondas, mediante el uso del equipo con que se cuenta en el laboratorio, realizando algunos clculos afines al tema de ondas.

2. OBJETIVO ESPECIFICO Poner en marcha el equipo de laboratorio. Apreciar las ondas en general. Determinar las variables del movimiento ondulatorio. 3. FUNDAMENTO TEORICO

Una onda es el resultado de la perturbacin de un medio elstico, que culmina con la interaccin mutua de partculas que conforman el medio elstico.Por ejemplo, agitar una cuerda, estirar un resorte y dejarlo en libertad, dejar caer una piedra en un charco de agua, etc.

Una onda se inicia en el punto de perturbacin, a partir de la cual cada partcula experimenta movimientos de ida y de retorno, caracterstico del movimiento armnico simple.

El movimiento con la existencia de ondas se denomina movimiento ondulatorio que se lo representa grficamente en la figura 1.

El punto de perturbacin es prcticamente el origen de coordenadas, mientras que la lnea de referencia es el eje de las x o de las abscisas.Los mximos son los picos o crestas y los mnimos son los valles.

A partir de la lnea de referencia, se aprecia regiones que se distinguen con los signos positivos y negativos.

Un ciclo o una oscilacin, es un movimiento de ida de una partcula mas su movimiento de retorno. Es un evento que ocurre entre dos picos consecutivos o dos valles consecutivos.

Las variables ms notables del movimiento ondulatorio son:

Amplitud (ym), que el espacio fsico en el se llevan a cabo las oscilaciones. Es la distancia vertical entre la lnea de referencia y un pico.

Longitud de onda ((), que es la distancia recorrida en la produccin de una oscilacin. El la distancia entre dos picos consecutivos o dos valles consecutivos.

Nmero de Onda (k), que es la relacin entre espacio recorrido por una oscilacin y su equivalencia al ngulo barrido en radianes, bajo el criterio de que cada partcula del medio tiene parte de un movimiento circular uniforme. La expresin es:

Frecuencia escalar (v) es el nmero de ciclos u oscilaciones producidas en la unidad de tiempo. Su unidad es el Hertz o ciclo/segundo.

Frecuencia angular () el nmero de ngulos barridos por unidad de tiempo. Su unidad principal es segundo-1. No confunda con velocidad angular, aunque tenga el mismo carcter matemtico.

Ambas frecuencias se relacionan mediante la expresin:

Periodo de oscilacin (T), que es el tiempo transcurrido en producirse una oscilacin. Es una variable recproca de la frecuencia escalar:

Velocidad de propagacin (v), que es la variacin de posicin durante la propagacin en un tiempo determinado.

En la figura 2 se esquematiza la produccin de ondas que se propagan en la direccin horizontal o de las x, pero las partculas tienen movimientos de ida y retorno a lo largo del eje de las y.

La expresin matemtica de toda es:

Siendo x y t la posicin de una partcula del medio y el tiempo en el que ocurre la toma de posicin respectivamente.La funcin tambin puede ser cosenoidal.

Ahora, el medio elstico, para nuestro propsito, es el agua y mediante un sistema vibrador se generarn las ondas, tal como se aprecia en la figura 3.En este experimento, se apreciarn las ondas con la ayuda de un estroboscopio, que captura movimientos que se producen en intervalos cortos de tiempo y los reflejar en una pantalla blanca (Velcro).

El medio de propagacin ser el agua y el sistema generador un vibrador.

EL EQUIPO DE ONDASConsta de las siguientes partes:

El vibrador generador, posee mandos cuya manipulacin se indicar en el momento del experimento.El estroboscopio posee una lmpara de luz, cuyos rayos inciden en el espejo a 45 de inclinacin que es parte del Velero y cuyos rayos reflejados culminan en la pantalla Velero.

El tanque de agua, es una placa de vidrio de profundidad de aproximadamente 2 cm. Contiene una salida para evacuar el lquido al finalizar el experimento.

En la figura 7 se ve claramente todo el equipo instalado.

4. EQUIPO Y MATERIAL

Los materiales y equipos utilizados en la prctica de laboratorio fueron:

Equipo de ondas ya descrito antes. Un vaso de precipitados para contencin de agua.

Una regla de 30cm.

Un cronmetro.

Cmara fotogrfica.

5. SISTEMA DEL EXPERIMENTO6. PROCEDIMIENTOa) Instalamos el equipo de ondas.b) Hicimos las conexiones a las fuentes de luz.

c) Solicitamos informacin sobre los mandos del vibrador generador de ondas.

d) Pusimos en marcha el equipo.

e) Ubicamos el estroboscopio, de manera que pudimos apreciar lo mas claramente los frentes de onda.

f) Medimos con una regla las longitudes de onda.

g) Con el cronometro tratamos de medir el tiempo en que un frente de onda recorre una longitud de onda.

7. DATOSPara esta prctica de laboratorio no se tomaron datos, ya que fue solamente de observacin.8. CALCULOSPara esta prctica de laboratorio no se tomaron datos y no se hicieron clculos, ya que fue solamente de observacin.

9. OBSERVACIONESEntre las observaciones que se puede hacer respecto a esta prctica de laboratorio son los siguientes:

10. CONCLUSIONES11. CUESTIONARIO1.- Son longitudinales o transversales, las ondas generadas en el tanque del equipo?2.- Qu son lo Nodos y qu son los Antinodos de una onda estacionaria?

3.- Qu es una interferencia de ondas y cuantas clases existen?

4.- Enuncie el Principio de Superposicin de Ondas.

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FIS - 102L

7.

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