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1. TUBO DE
KUNDT
Experimento de ondas estacionarias. Herramienta didáctica para el
estudio, análisis y comprensión de las ondas estacionarias.
Proyecto de la feria
PHYMATH 2023.

2. PROYECTO “EVENTO FESTIVAL PHYMATH”
FACULTAD CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
CARRERA DE PEDAGOGÍA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES
MATEMÁTICAS Y FÍSICA
MODALIDAD SEMIPRESENCIAL
TUBO DE KUNDT
ELABORADO POR:
MUÑOZ HEREDIA RUT NOEMI
SÁNCHEZ ESTRELLA IVETT ADAMARIS
STEFANIA EVELYN SILVA TOMALA
TUTORES:
Ing. MORA GUEVARA KLEBER ANDRES
Ing. AGUIRRE MATEUS JUAN PATRICIO
SEGUNDO SEMESTRE-PARALELO S3
CICLO 2
MILAGRO-ECUADOR

3. INDICE
RESUMEN ........................................................................................................ 4
Palabras claves: ...................................................................................................... 4
Objetivo: ................................................................................................................. 4
INTRODUCCIÓN............................................................................................... 5
MARCO TEÓRICO.................................................................................................... 5
Componente disciplinar.......................................................................................... 6
El sonido.............................................................................................................. 6
Velocidad de propagación del sonido................................................................. 6
ondas mecánicas................................................................................................. 7
Frecuencia, longitud de ondas, periodo ............................................................. 8
Amplitud A .......................................................................................................... 8
Onda estacionaria............................................................................................... 9
Componente Didáctico......................................................................................... 11
Materiales:........................................................................................................ 11
Dinámica del experimento:............................................................................... 11
Actividad principal: ........................................................................................... 11
Premios y recompensas.................................................................................... 12
Conclusión y cierre............................................................................................ 12

4. METODOLOGÍA.............................................................................................. 12
Metodología experimental................................................................................... 12
RESULTADOS ESPERADOS ............................................................................. 14
Construcción y funcionamiento............................................................................ 14
Materiales......................................................................................................... 14
Procedimiento................................................................................................... 14
Funcionamiento................................................................................................ 15
Cálculo de la velocidad...................................................................................... 16
Conclusiones y aplicaciones .......................................................................... 18
Recursos necesarios ...................................................................................... 20
Bibliografía .................................................................................................... 21

5. RESUMEN
El experimento del Tubo de Kundt, consiste en un dispositivo que demuestra la formación
de ondas estacionarias en un tubo lleno de poliestireno.
El tubo consta de un generador de frecuencias en un extremo y en el otro extremo sellado.
Al encender el generador de frecuencias, se generan ondas electromagnéticas que se propagan
por el tubo. Estas ondas se reflejan en los extremos y se superponen, formando ondas
estacionarias.
El experimento permite observar los patrones de nodos (puntos de amplitud cero) y
antinodos (puntos de máxima amplitud) que se forman en el tubo. Al ajustar la frecuenciadel
generador, se pueden encontrar diferentes modos de vibración en el tubo, lo que produce
diferentes patrones de nodos y antinodos.
En el desarrollo ampliaremos fórmula de cálculo de la velocidad del sonido en el tubo y
frecuencia.
Palabras claves:
Frecuencia, velocidad, ondas, nodos, antinodos.
Objetivo:
Demostrar la formación de ondas estacionarias y el concepto de nodos y antinodos en
unmedio confinado.
● Diseñar una práctica experimental del sonido.
● Conocer el funcionamiento de las ondas y su comportamiento con el poliestireno,de
acuerdo con la frecuencia emitida.
● Calcular la velocidad de propagación la onda estacionaria.

6. INTRODUCCIÓN
El tubo de Kundt, es un dispositivo utilizado para demostrar y estudiar las ondas sonoras
enun medio gaseoso. Fue inventado por el físico alemán August Kundt en el siglo XIX.
El tubo de Kundt consta de un tubo largo y estrecho que se llena con un gas, generalmente
aire. En uno de los extremos del tubo, hay un transductor, como un altavoz, que produceuna
onda sonora. En el otro extremo del tubo, hay un material poroso, como polvo de corcho o serrín,
que actúa como un amortiguador y permite que las ondas sonoras se propaguen a través del gas.
Este proyecto se centra en la propagación de las ondas estacionarias que se forman en la
interferencia de las ondas incidentes y reflejadas; permite visualizar los nodos (puntos dela
amplitud cero) y los antinodos (puntos de amplitud máxima) se distribuyen a lo largo del tubo.
El marco teórico está constituido por dos componentes, primer el componente disciplinar
y el segundo, el componente didáctico, estos nos ayudaran a comprender de marera adecuada el
funcionamiento del dispositivo.
La metodología del proyecto es experimental, la dinámica a emplear con los participantes
es demostrativa la cual consiste en observar y participar activamente, nos enfocaremos enel
método deductivo para que los alumnos adquieran el conocimiento y despierten el interés por el
tema.
En resultados esperados del proyecto se realizaron los cálculos respectivos, como hallar
la longitud de onda, frecuencia en la que la onda estacionaria se forma y así obtener la velocidad
de propagación del sonido.
MARCO TEÓRICO
Para llevar a cabo este proyecto fue necesario hacer consultas teóricas, para la

7. comprensión y análisis del funcionamiento del tubo de Kundt y las ondas estacionarias que se
forman en el interior. Por ello fue necesario estructurar el marco teórico con el componente
disciplinar y componente Didáctico.
Componente disciplinar
El sonido
El sonido es una pequeña alteración de la presión atmosférica producida por la oscilación
de partículas a través de las cuales se transmite longitudinalmente la onda sonora. Este fenómeno
puede producir una sensación auditiva. (Jaramillo, (2007))
Las ondas sonoras son ondas longitudinales, lo que significa que las partículas del medio
se mueven en la misma dirección de la propagación de la onda. A medida que las ondas sonoras
se desplazan, comprimen y expanden las partículas del medio, creando regionesde mayor y
menor densidad.
El sonido es una parte fundamental de nuestra vida diaria y tiene aplicaciones en muchas
áreas, incluyendo la comunicación, la música, el entretenimiento, la medicina (ecografías), la
ingeniería del sonido, entre otros.
Velocidad de propagación del sonido.
La onda sonora requiere un medio para propagarse, tales como la temperatura, humedad
densidad y elasticidad, depende de la velocidad de la propagación. (Jaramillo, (2007))
En el aire, a condiciones normales de presión y temperatura (20 °C), la velocidad del
sonido es de aproximadamente 343 metros por segundo, o alrededor de 1235 kilómetrospor
hora. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la velocidad del sonido en el aire puede

8. variar en función de la temperatura y la humedad.
En otros medios, como el agua, los líquidos o los sólidos, la velocidad del sonido es
diferente debido a las propiedades elásticas y la densidad específica de cada medio. Por ejemplo,
en el agua a 20 °C, la velocidad del sonido es de aproximadamente 1482 metrospor segundo, y
en el acero, puede ser de alrededor de 5000 metros por segundo.
La velocidad del sonido se calcula utilizando la fórmula:
V = λ * f
Donde:
● V es la velocidad del sonido en el medio. (m/s)
● λ es la longitud de onda de la onda sonora. (m)
● f es la frecuencia de la onda sonora. (Hz)
ondas mecánicas
Las ondas mecánicas son un tipo de onda que se propaga a través de un medio material,
como sólidos, líquidos o gases. Estas ondas requieren un medio físico para transmitir la energía,
ya que involucran la vibración y propagación de partículas en el medio.
Las ondas mecánicas pueden clasificarse en dos categorías principales:
Ondas longitudinales: En las ondas longitudinales, las partículas del medio se
mueven en la misma dirección de propagación de la onda. Un ejemplo común deeste tipo de
onda es una onda de compresión y rarefacción, como las ondas sonoras. En estas ondas, las
partículas se comprimen juntas en las regiones de altapresión (compresión) y se alejan en las
regiones de baja presión (rarefacción).

9. Ondas transversales: En las ondas transversales, las partículas del medio se mueven
perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Un ejemplode este tipo de onda
es una onda en una cuerda vibrante, donde las partículas de la cuerda se mueven hacia arriba
y hacia abajo mientras la onda se propaga horizontalmente.
Frecuencia, longitud de ondas, periodo
Longitud de ondas λ.
Es la longitud de un ciclo completo de la onda (comprendido por un valle y una
cresta).Periodo T
Es la duración en segundos de un ciclo completo de la
onda.Frecuencia F
La frecuencia se refiere al número de ciclos o repeticiones completas de una onda en un
segundo. Se mide en hercios (Hz) y representa la cantidad de veces que una onda completa se
repite en un intervalo de tiempo dado.
En el contexto del sonido, la frecuencia está relacionada con el tono percibido. Una
frecuencia más alta se percibe como un tono agudo, mientras que una frecuencia más baja
se percibe como un tono grave.
Amplitud A

10. La amplitud se refiere a la magnitud máxima de oscilación o desplazamiento de una onda
desde su posición de equilibrio. En otras palabras, es la distancia máxima que una partícula o
punto en una onda se desplaza desde su posición de reposo.
La amplitud se mide en unidades de longitud, como metros, y representa la diferencia
entre el valor máximo y mínimo del desplazamiento de una partícula en la onda. En una onda
sinusoidal, por ejemplo, la amplitud es la distancia desde el punto medio hasta el punto máximo
o mínimo de la oscilación.
Onda estacionaria
Las ondas estacionarias se producen por la interferencia de dos ondas de la misma
naturaleza con iguales características físicas pero que viajan en direcciones opuestas o dicho de
otra forma son el resultado de la superposición de una onda incidente y una ondareflejada. Las
ondas estacionarias son aquellas ondas en las cuales, ciertos puntos de la onda llamados nodos,
permanecen inmóviles.6 / 20 (Carballo, s.f)
Se presenta una onda viajera que se desplace en +x con una amplitud A, frecuencia
angular w y número de onda k.
𝑦1(𝑥, 𝑡) = 𝐴 𝐶𝑂𝑆 (𝑘𝑥 − 𝑤𝑡 + 𝜃)
Considere la presencia de dos ondas viajeras 𝑦1(𝑥, 𝑡) 𝑦 𝑦2(𝑥, 𝑡) con las mismas

11. propiedades físicas, pero con direcciones opuestas.
𝑦1(𝑥, 𝑡) = 𝐴 𝐶𝑂𝑆 (𝑘𝑥 − 𝑤𝑡 + 𝜑)
𝑦2(𝑥, 𝑡) = −𝐴 𝐶𝑂𝑆 (𝑘𝑥 + 𝑤𝑡 + 𝜑)
La interferencia y la superposición de las ondas, incidentes y reflejadas generan la
ondaestacionaria.
𝑦1(𝑥, 𝑡) = 𝑦1(𝑥, 𝑡) + 𝑦2(𝑥, 𝑡)
=2Asin (kx+φ) sin (ωt)
Los puntos llamados nodos son aquellos donde la onda estacionaria no se mueve y su
amplitud es cero, los antinodos se encuentran entre los nodos y en estos la amplitud dela
onda estacionaria es máxima, para ciertos tiempos,

12. Dos nodos adyacentes están separados a una distancia λ/2, los mismos que los
antinodosadyacentes.
Componente Didáctico
Es la organización racional y práctica de los recursos y procedimientos del profesor, con
el propósito de dirigir el aprendizaje de los alumnos hacia los resultados previstos y deseados.
Su propósito es hacer que los alumnos aprendan la asignatura de la mejor manera posible, al
nivel de su capacidad actual, dentro de las condiciones reales en que la enseñanza se desarrolla,
aprovechando inteligentemente el tiempo, las circunstancias ylas posibilidades materiales y
culturales que se presentan en el lugar. (Alfonso, 1985)
Materiales:
 Carteles con explicaciones y gráficos sobre las ondas estacionarias
 Materiales para la decoración del están (globos, papel de colores, etc.)
 Premios para los participantes.
Dinámica del experimento:
Crear un espacio atractivo y colorido para él están, utilizando la decoración y carteles
explicativos. Colocar el tubo de Kundt en una posición visible al espectador, configurar el
altavoz o amplificador de audio y el micrófono cerca del tubo.
Recibir a los participantes y explicarles de manera lúdica y sencilla que son las ondas y
como se forman apoyándonos en los carteles explicativos, hacer preguntas interactivas alos
participantes sobre lo explicado e incentivar su curiosidad sobre las ondas.
Actividad principal:
Invitar a los espectadores a acercarse al tubo de Kundt y experimentar por sí mismos.

13. Explicar cómo funciona el tubo de Kundt y como se forman las ondas estacionarias en elinterior,
permitir que los estudiantes utilicen el generador de frecuencias, para producir diferentes
frecuencias y observar los patrones de ondas estacionarias.
Animar a los estudiantes a registrar sus observaciones y a identificar las longitudes de
ondas correspondientes a diferentes frecuencias.
Premios y recompensas
Implementar un sistema de premios para incentivar la participación de y aprendizaje.
Otorgar premios a los participantes que logren identificar correctamente longitudes de onda o que
respondan las preguntas a realizarse sobre las ondas estacionarias y el experimento.
Conclusión y cierre
Reunir a todos los participantes para resumir los conceptos claves aprendidos sobre las
ondas estacionarias y el tubo de Kundt. Animar a los participantes a compartir sus experiencias
y descubrimiento.
METODOLOGÍA
Este proyecto se basa en la metodología experimental, marco conceptual donde se abarca
temas teóricos relacionados con el experimento del tubo de Kundt, para recopilar la información
fue necesario indagar en estos temas para conocer, comprender y analizar lapráctica del proyecto
experimental.
Metodología experimental
En la investigación de enfoque experimental el investigador manipula una o más variables
de estudio, para controlar el aumento o disminución de esas variables y su efecto en las
conductas observadas. Dicho de otra forma, un experimento consiste en hacer un cambioen el

14. valor de una variable (variable independiente) y observar su efecto en otra variable(variable
dependiente). (Murillo, 2011)
El método experimental del tubo de Kundt, es utilizado para investigar y demostrar las
ondas estacionarias en un tubo de vidrio.
Preparación del equipo: recopilar todos los componentes necesarios, incluyendo el Tubo
de Kundt, un generador de frecuencias, electrodos, un medidor de longitud y cualquier otro
equipo adicional requerido.
Observación y registro de datos: Enciende el generador de frecuencias y observa el tubo.
Observa los patrones de nodos y antinodos en el tubo. Puedes utilizar un papel o una placade
metacrilato sobre el tubo para visualizar mejor estos patrones. Registra los datos relevantes,
como la frecuencia utilizada, los patrones de nodos y antinodos observados, yla longitud del tubo.
Experimentación con diferentes modos: Ajusta la frecuencia del generador para explorar
diferentes modos de vibración en el tubo. Observa cómo cambian los patrones de nodos y
antinodos a medida que varían la frecuencia.
Análisis y conclusiones: Analiza los datos registrados y saca conclusiones sobre las
propiedades de las ondas estacionarias en el Tubo de Kundt. Compara tus resultados conlas
teorías y conceptos relacionados con las ondas estacionarias.

15. RESULTADOS ESPERADOS
Construcción y funcionamiento
Materiales
 Tubo de metacrilato 1m.
 Tapón
 Generador de frecuencias
 Altavoz
 Poliestireno
 Soporte de madera
Procedimiento
El procedimiento básico para la construcción de un tubo de Kundt es el siguiente:
Prepara el tubo: Asegúrate de que el tubo esté limpio y libre de obstrucciones. Sies
necesario, límpialo con cuidado utilizando una varilla o un cepillo delgado.
Coloca el altavoz: En uno de los extremos del tubo, coloca el transductor o altavoz
pequeño de manera que esté bien sellado y ajustado al diámetro del tubo. Puedes utilizar
sellador de silicona u otro material adecuado para asegurar una conexión hermética.
Agregar el poliestireno: En el extremo opuesto del tubo, colocar el tapón. Asegúrate
de que el material esté uniformemente distribuido y bien compactado.Puedes utilizar una
varilla delgada para ayudar a nivelar y compactar el material.
Prueba y ajusta: Antes de comenzar la prueba, asegúrate de que la habitación estélo
más silenciosa posible para evitar interferencias.

16. Funcionamiento
El tubo de Kundt funciona como un dispositivo para estudiar y visualizar las ondas
sonoras en un medio gaseoso, generalmente aire. A continuación, se describe su funcionamiento
básico:
Preparación del tubo: El tubo de Kundt consta de un tubo largo y estrecho, generalmente
de vidrio, con extremos abiertos. En uno de los extremos se coloca un transductor, comoun
altavoz, que emitirá el sonido al interior del tubo.
Generación de ondas sonoras: Se conecta el transductor a una fuente de sonido, como un
generador de señales o un reproductor de audio. Al encender la fuente de sonido, el transductor
emite ondas sonoras de una frecuencia específica hacia el interior del tubo.
Propagación de las ondas sonoras: Las ondas sonoras se propagan a lo largo del tubo en
forma de ondas longitudinales. A medida que se desplazan, chocan con las paredes del tubo y
se reflejan hacia atrás. Este fenómeno de reflexión y superposición de ondas crea patrones de
interferencia dentro del tubo.
Patrones de nodos y antinodos: A medida que las ondas sonoras se reflejan dentro del
tubo, se forman patrones de nodos y antinodos. Los nodos son puntos de interferencia destructiva
donde las ondas se cancelan entre sí, mientras que los antinodos son puntos de interferencia

17. constructiva donde las ondas se refuerzan.
Variación de la frecuencia: Cambiando la frecuencia del sonido producido por el
transductor, se pueden observar diferentes patrones de interferencia y líneas de nodos
estacionariasdentrodeltubo.Esto permiteanalizar yestudiarlaspropiedades delasondassonoras,
como su velocidad, longitud de onda y comportamiento de interferencia.
el tubo de Kundt funciona permitiendo la propagación de ondas sonoras a lo largo de un
tubo y visualizando los patrones de interferencia mediante la acumulación de material en áreas
de nodos estacionarios. Esto proporciona una forma práctica de estudiar y comprender las
propiedades de las ondas sonoras en un medio gaseoso.
Cálculo de la velocidad
Como antes expuesto la onda estacionaria se forma por la interacción de dos ondas con
las mismas propiedades físicas, pero con dirección contraria.
Para realizar el respectivo calcular la velocidad de la onda estacionaria debemos conocer
la frecuencia (Hz) y la longitud de onda está se mide con dos puntos semejantes y la unidad de
medida es el metro.
Fórmula para hallar la longitud de onda:

18. 𝛌 =
𝟐𝑳
𝒏
Fórmula para hallar la frecuencia:
𝐟 = (
𝑽
𝟐𝑳
)n
L es longitud del tubo (1 m).
n es número de nodos (números enteros)
V es la velocidad teórica (343 m/s)
Fórmula para hallar la velocidad de propagación del sonido:
𝐕 = 𝛌 × 𝐟
Tabla De Datos Obtenidos
𝛌 =
𝟐𝑳
𝒏
𝐟 = (
𝑽
𝟐𝑳
)n 𝐕 = 𝛌 × 𝐟
n1 2 m 171.5 Hz 343 m/s
n 2 1 m 343 Hz 343 m/s
n 3 0.66 m 514.5 Hz 339.57 m/s
n 4 0.50 m 686 Hz 343 m/s
n 1 𝛌 = 2 m f = 171.5 Hz V = 343 m/s

19. n 2 𝛌 = 1 m f = 343 Hz V = 343 m/s
n 3 𝛌 = 0.66 m f = 514.5 Hz V = 339.57 m/s
n 4 𝛌 = 0,50 m f = 686 Hz V = 343 0m/s
Conclusiones y aplicaciones
El tubo de Kundt, como una herramienta educativa, puede generar varias conclusiones
importantes.
Visualización de las propiedades de las ondas sonoras: El tubo de Kundt proporciona
una forma concreta y visual de observar y comprender las propiedades de las ondas sonoras, como
su propagación, interferencia y formación
de nodos y antinodos. Esto facilita el aprendizaje de conceptos teóricos relacionados con
las ondas sonoras y brinda una experiencia práctica para los estudiantes.
Relación entre frecuencia y patrones de interferencia: Al variar la frecuencia del sonido
emitido en el tubo de Kundt, se pueden observar diferentes patrones de interferencia y líneas de
nodos estacionarios. Esto ayuda a los estudiantes a comprender la relación entre la frecuencia de

20. las ondas sonoras y su comportamiento de interferencia, lo que refuerza la comprensión de
conceptos como la longitud de onda y la velocidad del sonido.
Estimulación del pensamiento crítico y el razonamiento científico: La didáctica del tubo
de Kundt fomenta la participación de los estudiantes en la observación yel análisis de los
fenómenos acústicos. Esto estimula el pensamiento crítico y el razonamiento científico al plantear
preguntas, formular hipótesis, diseñar experimentos y realizar mediciones para comprender los
principios detrás de los patrones de interferencia.
Aplicación en la calibración de equipos: El tubo de Kundt también se utiliza en la
calibración de micrófonos y altavoces, ya que permite medir la velocidad del sonido en el medio
gaseoso contenido en el tubo. Esta aplicación práctica muestraa los estudiantes cómo se utilizan
los principios de las ondas sonoras en el mundoreal y cómo pueden aplicarse en diferentes
campos, como la acústica y la ingeniería de sonido.
Aprendizaje experiencial y participativo: La didáctica del tubo de Kundt promueve un
enfoque de aprendizaje experiencial y participativo, donde los 5estudiantes pueden interactuar
directamente con el experimento y obtener resultados tangibles. Esto aumenta la motivación, la
comprensión y la retención de los conceptos estudiados, al tiempo que mejora la capacidad de los
estudiantespara relacionar la teoría con la práctica.3
En general, la didáctica del tubo de Kundt ofrece una valiosa herramienta para la
enseñanza de las ondas sonoras y los principios acústicos.

21. Recursos necesarios
Se utilizará la herramienta tecnológica de phyphox, con el generador de tonos.
Phyphox es una aplicación para teléfonos inteligentes, que actúa mediante sensores paraconseguir
datos con precisión para ser exportados y analizados.
Ficha de resumen: fue utilizada para capturar la información clave de las fuentes
consultadas, las cuales nos permitieron tener un registro de los aspectos más relevantes de cada
fuente y facilitar la organización del contenido presentado.

22. Bibliografía
Alfonso, S. M. (1985). El método didáctico. Educación física, 1-5.
Ashikaga., H. (19 de enero de 2012). Standing wave in the closed pipe: Kundt experiment
. Obtenido de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=cBZmyG-WqNoJaramillo, A.
M. ((2007)). Acústica: la ciencia del sonido. Itm.
Malger, F. c. (10 de septiembre de 2020). ONDAS MECÁNICAS. Obtenido de Youtube:
https://www.youtube.com/watch?v=9h1B_RuNk8E&t=1433s
Murillo, J. (2011). Métodos de investigación de enfoque experimental. Recuperado el,2.,1-33.
Mack, F. P. TUBO DE KUNDT.
Jimenez-Carballo, C. A. (2018). Ondas estacionarias.

23. ANEXOS