Este documento describe el sonido como una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico como el aire. Explica que la velocidad del sonido depende de propiedades del medio como la temperatura y densidad. El objetivo es estudiar características del sonido como la intensidad, frecuencia y longitud de onda usando simulaciones y experimentos.
Este documento describe la construcción y funcionamiento de un tubo de Rubens. El tubo de Rubens permite visualizar ondas de sonido a través de las variaciones en las llamas de un gas producidas por cambios en la presión causados por el sonido. El documento explica la historia del tubo de Rubens y cómo funciona para mostrar ondas de sonido de diferentes frecuencias y amplitudes de una manera visual y didáctica.
El estudiante realizó un experimento para medir la velocidad del sonido en el aire usando el método de resonancia en un tubo. Medió las distancias de resonancia L1 y L2 para varias frecuencias de diapasones y construyó un gráfico de frecuencia vs inverso de la longitud de onda. La pendiente del gráfico le dio un valor experimental de 357 m/s para la velocidad del sonido, con un error del 3% respecto al valor teórico.
El documento describe un experimento para demostrar que el sonido perturba el medio por el que se transmite. Se recreó el experimento del tubo de Rubens, usando un tubo lleno de gas con un parlante en un extremo. Al emitir ondas de sonido, éstas perturbaban el gas y se observaban cambios en las llamas encendidas al otro extremo del tubo. De esta forma, el experimento confirmó la hipótesis de que el sonido necesita perturbar un medio para propagarse.
El estudiante aprendió a usar el espectrofotómetro y determinó la curva de calibración del ion permanganato utilizando diferentes longitudes de onda. Obtuvo los valores de absorbancia del permanganato de potasio entre 400-600 nm a intervalos de 50 nm, determinando que la máxima absorción ocurre a 525 nm. El objetivo de familiarizarse con el equipo y examinar las curvas de absorción de los iones se cumplió correctamente.
Determinacion de la velocidad del sonidoguest2c9bf2
Este documento describe un experimento para determinar la velocidad del sonido usando ondas estacionarias. Se coloca un diapasón junto a un tubo cerrado por un extremo para crear interferencia entre las ondas entrantes y reflejadas. La longitud del tubo debe ser un número impar de cuartos de onda para formar un nodo en el fondo y un vientre en la boca. Midiendo la longitud del tubo y usando la frecuencia conocida del diapasón, se puede calcular la velocidad del sonido despejando la fórmula
Determinacion de la velocidad del sonidoguest2c9bf2
Este documento describe un experimento para determinar la velocidad del sonido usando ondas estacionarias. Se coloca un diapasón junto a un tubo cerrado por un extremo para crear interferencia entre las ondas entrantes y reflejadas. La longitud del tubo debe ser un número impar de cuartos de onda para formar un nodo en el fondo y un vientre en la boca. Midiendo la longitud del tubo y usando la frecuencia conocida del diapasón, se puede calcular la velocidad del sonido despejando la fórmula
Este informe de laboratorio describe tres experimentos realizados para estudiar las ondas de sonido y la hidrostática. Los estudiantes midieron la frecuencia y longitud de onda de ondas de sonido producidas por diapasones, y utilizaron tubos llenos de agua para determinar la velocidad del sonido midiendo las distancias de los nodos y antinodos de ondas estacionarias. Los resultados experimentales se compararon con valores teóricos.
Este documento describe conceptos básicos de rotación como ejes, ángulos, arcos, grados y radianes. Explica la velocidad tangencial, la velocidad angular media e instantánea. Establece analogías entre la rotación y la traslación para derivar ecuaciones de movimiento para la rotación con aceleración angular constante. Finalmente, discute el movimiento circular y las aceleraciones centrífuga y centrípeta.
Este documento describe la construcción y funcionamiento de un tubo de Rubens. El tubo de Rubens permite visualizar ondas de sonido a través de las variaciones en las llamas de un gas producidas por cambios en la presión causados por el sonido. El documento explica la historia del tubo de Rubens y cómo funciona para mostrar ondas de sonido de diferentes frecuencias y amplitudes de una manera visual y didáctica.
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Este documento presenta 7 propuestas para realizar experimentos sobre ondas acústicas usando tubos abiertos, semicerrados y cerrados, y botellas. Los experimentos incluyen medir las frecuencias de resonancia de los sistemas al variar parámetros como la longitud y diámetro de los tubos, y el volumen de las botellas. El objetivo es estudiar las ondas estacionarias en estos sistemas y determinar la velocidad del sonido.
Este documento describe las oscilaciones y el movimiento armónico simple. Explica que las oscilaciones son movimientos de vaivén alrededor de una posición de equilibrio, causados por una fuerza restauradora. Luego describe los sistemas oscilantes más estudiados, como el sistema masa-resorte y el péndulo simple, y presenta las ecuaciones que rigen estos sistemas. Finalmente, analiza las características del sonido como onda mecánica longitudinal.
Este documento describe un experimento sobre ondas sonoras en un tubo. Explica que las ondas sonoras en un tubo son longitudinales y pueden formar ondas estacionarias a ciertas frecuencias de resonancia. Dependiendo de si los extremos del tubo están abiertos o cerrados, los modos resonantes ocurrirán cuando la longitud de onda satisfaga L = nλ/2 para un tubo abierto o L = nλ/4 para un tubo cerrado, donde L es la longitud del tubo y n es un entero positivo. El procedimiento mide las f
PROYECTO DE LA FERIA PHYMATH (ENTREGA) (2).docxNoemiHeredia4
El experimento del Tubo de Kundt demuestra la formación de ondas estacionarias en un tubo lleno de poliestireno. Al encender un generador de frecuencias en un extremo del tubo, se generan ondas que se propagan y reflejan en los extremos, formando patrones de nodos y antinodos. El experimento permite observar estos patrones y calcular la velocidad del sonido al ajustar la frecuencia del generador y encontrar diferentes modos de vibración en el tubo.
Este documento presenta información sobre temas relacionados con la física y la química para estudiantes de 4o de la ESO. Explica conceptos clave como el movimiento ondulatorio, los tipos de ondas, los elementos de una onda, las propiedades del sonido y de la luz, y fenómenos como la reflexión y la refracción. También incluye ejemplos prácticos y sugerencias para ampliar los conocimientos sobre estos temas.
Este documento describe un estudio realizado por estudiantes de la Universidad Autónoma de Chiriquí sobre la transmisión de ondas sonoras a través de diferentes materiales. El estudio tuvo como objetivos estudiar el proceso de transmisión de ondas sonoras, evaluar qué materiales atenuaban más el sonido, clasificar materiales como absorbentes o aislantes de sonido, y realizar un estudio cualitativo de las ondas mecánicas. El método experimental involucró el uso de tubos, micrófonos, bocinas y varios materiales coloc
Laboratorio 3 Tópicos de Ciencias NaturalesAdolfo1995
Este documento presenta un esquema para una práctica de laboratorio sobre sonidos y vibraciones para estudiantes de 9no grado. La práctica explorará cómo las vibraciones producen sonido a través de dos experiencias usando materiales como papel, lápiz y vasos de vidrio. El documento incluye objetivos, introducción, materiales requeridos, conceptos clave, procedimientos y secciones posteriores para conclusión y análisis.
Este documento describe el fenómeno de la resonancia y sus aplicaciones. La resonancia ocurre cuando la frecuencia de una fuerza externa coincide con la frecuencia natural de un sistema elástico, haciendo que la amplitud de las vibraciones aumente. Se dan ejemplos de resonancia en la naturaleza y en estructuras como edificios. Finalmente, se discute cómo demostrar resonancia en un laboratorio usando cuerdas, vigas y otros sistemas elásticos sometidos a fuerzas periódicas.
Este documento presenta información sobre fluidos y contiene secciones sobre introducción, objetivos, contenidos, evaluación diagnóstica y conceptos clave como densidad, presión y viscosidad. Explica las características y clasificación de los fluidos, y los principios de Pascal y Arquímedes. También incluye ejemplos y ejercicios sobre estos temas para que los estudiantes desarrollen su comprensión.
Este documento presenta una introducción a la mecánica de fluidos. Explica que la mecánica de fluidos estudia tanto los fluidos en reposo (hidrostática) como en movimiento (hidrodinámica). Define un fluido como una sustancia que puede deformarse fácilmente y toma la forma de su contenedor. Luego introduce conceptos clave como densidad, presión, fuerza boyante y tensión superficial.
Este documento presenta una introducción a la mecánica de fluidos. Explica que la mecánica de fluidos estudia los fluidos (líquidos y gases) en movimiento y se basa en las leyes de Newton. También define conceptos clave como densidad, presión, flujo y más. Finalmente, proporciona ejemplos para ilustrar estos conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos.
Este documento presenta conceptos clave sobre ondas sonoras. Explica que el sonido es una onda mecánica longitudinal que requiere un medio elástico para propagarse. Detalla fórmulas para calcular la velocidad del sonido en diferentes materiales y cómo depende de factores como la temperatura, densidad y elasticidad. También cubre las frecuencias características de tubos abiertos y cerrados y cómo se usan las condiciones de frontera para determinar las posibles longitudes de onda.
Este documento describe un experimento sobre ondas estacionarias transversales en una cuerda. Explica que cuando ondas viajeras en sentidos opuestos se superponen en una cuerda de longitud finita, se forman ondas estacionarias con nodos y antinodos. El objetivo es estudiar estas ondas estacionarias mediante la variación de la tensión y longitud de la cuerda usando un vibrador eléctrico. El análisis de los datos recopilados permitirá calcular la velocidad de las ondas en la cuerda y compar
El documento describe los antecedentes científicos del Premio Nobel de Física 2023, otorgado a Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L'Huillier por sus métodos experimentales para generar pulsos de luz de attosegundos. Resume los avances teóricos y experimentales clave que llevaron al desarrollo de pulsos de attosegundos, incluida la comprensión del proceso de generación armónica de alta y la producción de los primeros pulsos de attosegundos aislados en 2001.
Este documento presenta un resumen de los temas centrales de Física II, incluyendo elasticidad, esfuerzo, deformación, la ley de Hooke, movimiento ondulatorio, ondas sonoras y el efecto Doppler. Explica conceptos como esfuerzo, deformación, módulo de Young, movimiento armónico, ondas longitudinales y transversales, y cómo la frecuencia aparente de una onda de sonido cambia cuando la fuente u observador se mueven.
Este documento trata sobre las ondas y el sonido. Define una onda como una perturbación que se propaga a través de un medio. Explica los elementos básicos de una onda como la longitud de onda, la frecuencia y la velocidad. También clasifica las ondas según el medio, la dirección, el movimiento de las partículas y la periodicidad. Luego describe las propiedades del sonido como una onda mecánica, incluyendo su propagación, representación y fenómenos como la interferencia y la reflexión.
Este documento presenta 12 prácticas de laboratorio sobre oscilaciones y ondas. La primera mitad se centra en oscilaciones mecánicas y eléctricas, incluyendo el péndulo, masa-resorte y circuitos RLC. La segunda mitad cubre temas de ondas, como sonido, luz, lentes, espectroscopia e interferencia. El objetivo es que los estudiantes observen fenómenos físicos, desarrollen modelos matemáticos y comprendan conceptos como resonancia y propagación de ondas.
Identifica y comprende los Prefijos usados en el Sistema Internacional.Neptalín Zárate Vásquez
El documento describe los conceptos básicos de la física y las herramientas necesarias para explicar los fenómenos naturales, incluyendo el método científico y los sistemas de unidades. También señala la importancia de comprender los conceptos históricos del desarrollo de la física.
Este documento presenta un laboratorio sobre ondas estacionarias en cuerdas y resortes. El objetivo es analizar experimentalmente la generación de ondas armónicas en estas estructuras y medir propiedades como la longitud de onda, frecuencia y velocidad de fase. Se proponen tres actividades para estudiar ondas transversales en cuerdas y ondas longitudinales en resortes, variando parámetros como la tensión y frecuencia aplicada.
Este documento presenta el capítulo 1 de un libro de física sobre el estudio de las ondas. El capítulo introduce conceptos clave como el movimiento armónico simple, el período y la frecuencia de un cuerpo vibrante, y define las ondas longitudinales y transversales. También explica conceptos como la amplitud, desplazamiento, resonancia, longitud de onda y el efecto Doppler. El objetivo es que los estudiantes comprendan los fundamentos físicos de las ondas y puedan aplicar estas nociones a problemas relacionados.
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Laboratorio 3 Tópicos de Ciencias NaturalesAdolfo1995
Este documento presenta un esquema para una práctica de laboratorio sobre sonidos y vibraciones para estudiantes de 9no grado. La práctica explorará cómo las vibraciones producen sonido a través de dos experiencias usando materiales como papel, lápiz y vasos de vidrio. El documento incluye objetivos, introducción, materiales requeridos, conceptos clave, procedimientos y secciones posteriores para conclusión y análisis.
Este documento describe el fenómeno de la resonancia y sus aplicaciones. La resonancia ocurre cuando la frecuencia de una fuerza externa coincide con la frecuencia natural de un sistema elástico, haciendo que la amplitud de las vibraciones aumente. Se dan ejemplos de resonancia en la naturaleza y en estructuras como edificios. Finalmente, se discute cómo demostrar resonancia en un laboratorio usando cuerdas, vigas y otros sistemas elásticos sometidos a fuerzas periódicas.
Este documento presenta información sobre fluidos y contiene secciones sobre introducción, objetivos, contenidos, evaluación diagnóstica y conceptos clave como densidad, presión y viscosidad. Explica las características y clasificación de los fluidos, y los principios de Pascal y Arquímedes. También incluye ejemplos y ejercicios sobre estos temas para que los estudiantes desarrollen su comprensión.
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Este documento presenta una introducción a la mecánica de fluidos. Explica que la mecánica de fluidos estudia los fluidos (líquidos y gases) en movimiento y se basa en las leyes de Newton. También define conceptos clave como densidad, presión, flujo y más. Finalmente, proporciona ejemplos para ilustrar estos conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos.
Este documento presenta conceptos clave sobre ondas sonoras. Explica que el sonido es una onda mecánica longitudinal que requiere un medio elástico para propagarse. Detalla fórmulas para calcular la velocidad del sonido en diferentes materiales y cómo depende de factores como la temperatura, densidad y elasticidad. También cubre las frecuencias características de tubos abiertos y cerrados y cómo se usan las condiciones de frontera para determinar las posibles longitudes de onda.
Este documento describe un experimento sobre ondas estacionarias transversales en una cuerda. Explica que cuando ondas viajeras en sentidos opuestos se superponen en una cuerda de longitud finita, se forman ondas estacionarias con nodos y antinodos. El objetivo es estudiar estas ondas estacionarias mediante la variación de la tensión y longitud de la cuerda usando un vibrador eléctrico. El análisis de los datos recopilados permitirá calcular la velocidad de las ondas en la cuerda y compar
El documento describe los antecedentes científicos del Premio Nobel de Física 2023, otorgado a Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L'Huillier por sus métodos experimentales para generar pulsos de luz de attosegundos. Resume los avances teóricos y experimentales clave que llevaron al desarrollo de pulsos de attosegundos, incluida la comprensión del proceso de generación armónica de alta y la producción de los primeros pulsos de attosegundos aislados en 2001.
Este documento presenta un resumen de los temas centrales de Física II, incluyendo elasticidad, esfuerzo, deformación, la ley de Hooke, movimiento ondulatorio, ondas sonoras y el efecto Doppler. Explica conceptos como esfuerzo, deformación, módulo de Young, movimiento armónico, ondas longitudinales y transversales, y cómo la frecuencia aparente de una onda de sonido cambia cuando la fuente u observador se mueven.
Este documento trata sobre las ondas y el sonido. Define una onda como una perturbación que se propaga a través de un medio. Explica los elementos básicos de una onda como la longitud de onda, la frecuencia y la velocidad. También clasifica las ondas según el medio, la dirección, el movimiento de las partículas y la periodicidad. Luego describe las propiedades del sonido como una onda mecánica, incluyendo su propagación, representación y fenómenos como la interferencia y la reflexión.
Este documento presenta 12 prácticas de laboratorio sobre oscilaciones y ondas. La primera mitad se centra en oscilaciones mecánicas y eléctricas, incluyendo el péndulo, masa-resorte y circuitos RLC. La segunda mitad cubre temas de ondas, como sonido, luz, lentes, espectroscopia e interferencia. El objetivo es que los estudiantes observen fenómenos físicos, desarrollen modelos matemáticos y comprendan conceptos como resonancia y propagación de ondas.
Identifica y comprende los Prefijos usados en el Sistema Internacional.Neptalín Zárate Vásquez
El documento describe los conceptos básicos de la física y las herramientas necesarias para explicar los fenómenos naturales, incluyendo el método científico y los sistemas de unidades. También señala la importancia de comprender los conceptos históricos del desarrollo de la física.
Este documento presenta un laboratorio sobre ondas estacionarias en cuerdas y resortes. El objetivo es analizar experimentalmente la generación de ondas armónicas en estas estructuras y medir propiedades como la longitud de onda, frecuencia y velocidad de fase. Se proponen tres actividades para estudiar ondas transversales en cuerdas y ondas longitudinales en resortes, variando parámetros como la tensión y frecuencia aplicada.
Este documento presenta el capítulo 1 de un libro de física sobre el estudio de las ondas. El capítulo introduce conceptos clave como el movimiento armónico simple, el período y la frecuencia de un cuerpo vibrante, y define las ondas longitudinales y transversales. También explica conceptos como la amplitud, desplazamiento, resonancia, longitud de onda y el efecto Doppler. El objetivo es que los estudiantes comprendan los fundamentos físicos de las ondas y puedan aplicar estas nociones a problemas relacionados.
1. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
UN COMENTARIO INICIAL.
Amigo estudiante, no olvide nunca que la física es una aventura del pensamiento y, la
experimentación como tal, es una oportunidad que tenemos para imaginar, diseñar,
probar, argumentar, refutar, proponer, cambiar y, sobre todo, poner a prueba nuestras
habilidades y destrezas en la resolución de problemas no previstos en los argumentos
teóricos.Ninguna guía de laboratorio puede prever todas “las trampas” que generalmente
nos tiende la naturaleza. En física, el experimento es la fuente del conocimiento y en el
mundo de la vida hablar es ya un experimento.
CONSULTA PREVIA.
1. ¿Cuál es la naturaleza del sonido desde el punto de vista ondulatorio?
2. ¿La velocidad de propagación de las ondas sonoras depende de las propiedades de
dicho gas? ¿Tiene algo que ver la temperatura del gas?
3. Si estamos escuchando un sonido y nos vamos alejando de la fuente sonora, ¿Qué
propiedades del sonido varían? ¿La frecuencia? ¿La longitud de onda? ¿La velocidad
de fase? ¿La amplitud? ¿El tono? ¿El timbre? ¿La intensidad?
4. ¿Qué es la presión acústica? ¿Qué la densidad acústica?
5. Describa con detalle las características fundamentales del sonido considerado como
una onda en un gas –aire- y sus posibles aplicaciones.
6. Newton intentó en varias ocasiones medir la velocidad del sonido. ¿Lo logró? ¿Qué
experimento diseñó para este propósito?
7. ¿Cómo funciona el oído humano?
¡Ayuda!El análisis de los contenidos de los siguientes enlaces puedensirver de refuerzo en la
comprensión de los conceptoy desarrollos matemáticos trabajados en la clase teórica.
http://www.youtube.com/watch?v=CVAB6tEB6lo
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/ondas/acustica/sonido/sonido.xhtml
http://www.youtube.com/watch?v=7DFJkoIiJ4k&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=1SKONN4iso8&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=PuC1BDFUq2I&feature=related
INTRODUCCIÓN.
En el experimento anterior se estudiaron las ondas estacionarias en una cuerda sometida a
diferentes tensiones.En dicho experimento se pudo verificar la dependencia entre la velocidad de
fase, la densidad lineal de masa y la tensión aplicada a la cuerda en cuestión. Vimos que esa
dependencia se puede expresar mediante la siguiente ecuación:
. …………(1)
En la cual, representa la tensión en N –newton- y, la densidad lineal de masa en kg/m.
Observe que en la expresión obtenida para la velocidad de propagación de las ondas en una
cuerda –ecuación (1)- la tensión aplicada a la cuerda va el en numerador mientras que, la densidad
1
2. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
lineal de masa se encuentra en el denominador. De manera análoga se puede demostrar -
desarrollando el modelo matemático- que, para las ondas en una barra o, en una columna de gas
ideal, la velocidad de fase viene dada por:
Ondas longitudinales en : módulo de Young del material de
un barra la barra. Es una propiedad física del
mismo material. Se determina
experimentalmente.
Ondas longitudinales en : módulo volumétrico del gas. Es
una columna de gas ideal. una propiedad física del gas.
:densidad estática o de equilibrio
del gas en cuestión.
En estas expresiones las cantidades que van en el numerador son los módulos de Young y el
volumétrico, los cuales son propiedades físicas de los medios materiales relacionadas con las
fuerzas recuperadoras y con la rigidez del medio material mediante la ley de Hooke. Lo importante
en este punto es la similitud entre estas expresiones y la obtenida para las ondas en una cuerda
tensa.
1
De forma general podríamos afirmar que en los medios ideales y continuos se cumple que :
……….(2)
Claro está que existen enormes diferencias entre un sólido y un fluido, como un gas o un líquido,
una de ellas es la compresibilidad pero, para el caso de fluidos ideales, esto es, no viscosos y en
condiciones comunes de presión y temperatura, los resultados que se obtienen con el tratamiento
teórico coincide muy bien, en especial para lo gases, con medidas experimentales.
El sonido es el ejemplo más importante de ondas mecánicas transversales en un fluido –por
ejemplo el aire- o, en un cuerpo rígido –como una barra de acero, por ejemplo-. El sonido son
fluctuaciones de la presión y la densidad alrededor de sus valores estáticos de las partículas del
medio. Si el medio material es aire, el cambio en la presión y en la densidad del aire es lo que
constituye el sonido. Así, cuando la presión y la densidad del aire cambian con una frecuencia de
440 Hz, al sonido se le llama la –central- es el sonido que percibimos al levantar el teléfono. Si el
cambio ocurre a 261.6 Hz, el sonido se llama do central. El oído humano percibe frecuencias entre
los 20 Hz y los 20.000 Hz. No ocurre lo mismo con otras especies como los perros, los elefantes o
2
los murciélagos .
La siguiente figura nos muestra que, al perturbar un fluido –como el aire-, realmente se presentan
tres movimientos ondulatorios simultáneos. Uno de desplazamiento, y dos más de presión
ydensidad.
1
Véase Física de Ondas, pág. 30. Ed. Universidad de Antioquia. ALZATE LÓPEZ HECTOR.
2
Obra citada.
2
3. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
Ondas dedesplazamiento,presión y densidad.
Además, experimentalmente se puede mostrar que la velocidad de propagación de las ondas en
un fluido también depende de la temperatura de dicho fluido. En particular, la rapidez del sonido en
el aire viene dada por:
……….(3)
donde, es la temperatura y, , es una constante cuyo valor
3
depende de la naturaleza del gas .
PALABRAS CLAVE.
Fluidos, ondas sonoras, presión, densidad, módulos de elasticidad,
temperatura, intensidad, tono, timbre, presión acústica, densidad acústica.
ELEMENTOS DE COMPETENCIA
1. Modela y construye una experiencia física usando sus conocimientos de
dinámica, que le permitan realizar una medida útil en tecnología e
ingeniería.
2. Utiliza modelos matemáticos para calcular parámetros fundamentales de los
sistemas físicos utilizados en los experimentos.
OBJETIVOS
1. Estudiar mediante una simulación las características principales del sonido
como un movimiento ondulatorio.
2. Analizar la reflexión del sonido para diferentes posiciones de los obstáculos
que encuentre en el camino.
3. Analizar mediante una simulación la variación de la intensidad del sonido
con la distancia a la fuente sonora.
3
Recuerde un poco sobre la teoría cinética de los gases de su curso de química de décimo grado.
3
4. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
4. Verificar usando la simulación, la relación entre la velocidad de fase, la
longitud de onda y la frecuencia.
5. Comprobar que el sonido no se propaga en el vacío.
6. Observar las pulsaciones y la resonancia mediante el uso de diapasones con
frecuencias ligeramente diferentes.
7. Estudiar experimentalmente la relación entre la intensidad del sonido y la
distancia entre el observador y la fuente.
EQUIPOS E INSTRUMENTAL.
Computador y software.
Diapasones
Campana de vacío completa –opcional-
Micrófono con sonda
Multímetro.
Generador de señales con buena amplitud.
Termómetro.
Osciloscopio.
Péndulo simple de masa ligera.
Cinta métrica.
PRECAUCIONES
Las dispuestas en el uso de los instrumentos del laboratorio y socializadas con su
profesor en la primera reunión.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
ACTIVIDAD 1:
En esta actividad utilizará un sonido simulado el cual encontrará al entrar al siguiente
enlace.
http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Sound
4
5. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
Propósitos de la simulación.
Observar y controlar mediante un ordenador las ondas sonoras simuladas y, descubrir
con ella algunas de las características fundamentales del sonido como una onda.
Esta simulación permite:
1. Explorar la dependencia de la intensidad del sonido con la distancia a la fuente.
2. Explorar el tono y el timbre en su relación con la frecuencia de la onda sonora.
3. Medir la longitud de onda, frecuencia y velocidad de fase de una onda sonora.
4. Verificar la relación existente entre la longitud de onda, la frecuencia y la
velocidad de fase.
5. Relacionar analógicamente los movimientos oscilatorios ya estudiados y la
forma como se propaga una perturbación sonora.
6. Explicar la diferencia entre la velocidad de fase y la velocidad con la cual oscilan
las partículas del medio material.
Al abrir la simulación verá un alta voz generando ondas sonoras en el “espacio”, es
decir, en “tres dimensiones”, y un observador que puede alejarse o acercarse a la
fuente sonora a gusto del usuario y, la siguiente figura nos muestra diferentes
opciones para jugar con la simulación.Ubicados en la primera pestaña –vea
imagen siguiente-, utilice los controles disponibles para cambiar la frecuencia y la
amplitud de la onda. Responda las siguientes preguntas.
5
6. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
El color gris de fondo representa las variaciones de la presión del aire al
generarse la onda sonora, ¿puede utilizar los controles disponibles para
analizar dichas variaciones de presión? ¿Si? ¿No? Explique claramente.
¿De que manera genera el alta voz -foco- las variaciones de presión
observadas en el fondo gris? Explique con detalle.
En esta simulación, ¿el tono más oscuro representa un aumento o una
disminución en la presión?
¿Si queremos aumentar el volumen de un determinado tono, el altavoz debe
oscilar más veces por segundo?
¿Si el alta voz genera grandes fluctuaciones en la presión que características
cambian en el sonido percibido por el observador?
¿Para producir un tono más bajo, el alta voz debe oscilar un menor número
de veces por segundo?
La siguiente gráfica nos representa la presión medida por el oyente en
función del tiempo para un tono de 200 Hz –recuerde que el tono es
fuertemente dependiente de la frecuencia-.
En las gráficas de presión vs tiempo mostradas a continuación, cuál(es) de las líneas rojas a
trazos representa el tono original de 200 Hz?
6
7. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
¿Cuál de las curvas en azul sólido representa la variación de la presión en
función del tiempo cuando: (a) el altavoz genera un tono bajo, (b) el altavoz
genera un tono alto, (c) el sonido del altavoz no se modifica pero, el
observador se aleja de la fuente, (d) el altavoz está oscilando 400 veces por
segundo.
¿Puede usar esta simulación para determinar la velocidad del sonido?
Ubíquese en la segunda pestañay mida el tiempo necesario para que las
ondas sonoras se desplacen los 5 metros. Calcule la velocidad del sonido en
m/s.
Aumente o disminuya la frecuencia y la amplitud de las ondas y observe si
hay un cambio en la velocidad de las ondas. Registre sus resultados en una
tabla.
Use la tercera y cuarta pestañas para verificar que, como toda onda, el
sonido se refleja al encontrar barreras en su camino. También se puede ver
y analizar el fenómeno de la interferencia.
Use la quinta pestaña y observe lo que ocurre a medida que hacemos vacío
por extracción del aire en la campana.
ACTIVIDAD 2:
Observe con detalle los experimentos mostrados en los siguientes enlaces.
1. http://www.youtube.com/watch?v=4X0cOF2qAKI
2. http://www.youtube.com/watch?v=RdW80Ui9F4g&feature=related
3. http://www.youtube.com/watch?v=i7gcaDXdr94&feature=related
Use los diapasones, el osciloscopio, el micrófono con sondapara observar:
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8. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
1. la superposición de las ondas sonoras de frecuencia ligeramente
diferente.
1. las pulsaciones o superposición de ondas sonoras de igual frecuencia.
2. Use los diapasones para observar la resonancia.
3. Haga el montaje mostrado en la siguiente fotografía para estudiar
experimentalmente la dependencia de la intensidad de un sonido y la
distancia entre la fuente y el observador. Consigne sus datos en una
tabla.
4. Con los datos de la tabla trace las gráficas –en Excel- de la intensidad
contra la distancia, y de la intensidad contra el inverso de la distancia.
5. Analice con detalle las gráficas, calcule, interprete resultados y saque sus
propias conclusiones.
6. Utilice la campana de vacío para poner en evidencia que el sonido es una
onda mecánica. Esta actividad es opcional.
Montaje para estudiar la relación entre intensidad del sonido y la distancia a la
fuente sonora.
CONTENIDO DEL INFORME.
Incluya su informe una breve historia del sonido.
Incluya en su informe todos los puntos trabajados con la simulación. Actividad 1
Describa de manera conceptual pero con detalle la forma como se generan las
ondas sonoras.
Realice todos los cálculos pedidos en la actividad 2, incluya las causas y los
porcentajes de error.
Incluya las gráficasy su análisis detallado.
¿Qué pasaría con sus mediciones si variamos de manera significativa la
temperatura del laboratorio?
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9. FÍSICA DE ONDAS
Práctica 7
El sonido como una onda.
¿Los experimentos lo convencieron de que el sonido es una onda? ¿Si? ¿No?
Explique claramente.
Se deja caer una piedra en el fondo de un pozo profundo y, el sonido producido
por dicha piedra el golpear el fondo se escucha 4 segundos más tarde. ¿Cuál es
la profundidad del pozo?
Suponga que, en diciembre usted está sentado en la puerta de su casa y desde
un barrio distante tiran un volador. Percibe la su brillo, y 6 segundos después
escucha la explosión. ¿A qué distancia de su casa se tiró el volador?
Orlando cárdenas estrada
Docente de cátedra
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