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Fiz0312

2018-03-23T14:27:04Z

Soltorresm:

==Guía==

[http://srv2.fis.puc.cl/mediawiki/images/2/28/Analisis_resultados.pdf Análisis de Errores]

== Experiencia 1==

[[Osciladores Acoplados (Fiz0312)]]

==Experiencia 2==

[[Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)]]

== Experiencia 3==

[[Ondas Estacionarias de Sonido (Fiz0312)]]

== Experiencia 4==

[[Ultrasonidos (Fiz0312)]]

== Experiencia 5==

[[Formación de Imágenes por Lentes Delgadas (Fiz0312)]]

== Experiencia 5.1==

[[Lentes Delgados (Fiz0312)]]

==Experiencia 6==

[[Interferencia y Difracción (Fiz0312)]]

== Experiencia 7==

[[Telescopio y microscopio (Fiz0312)]]

File:Difflab 1.png

2018-03-08T22:26:24Z

Soltorresm:

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T22:26:11Z

Soltorresm: /* IV) Difracción de Ultrasonidos */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2_2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== '''II) Reflección de Ultrasonidos'''==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== '''III) Interferencia de Ultrasonidos''' ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algún ángulo incidente a la lámina metálica, con el fin de superponer la onda emitida y la onda reflejada, luego coloque el detector donde pueda recibir la señal de ambas ondas.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

: 3. Grafique y explique el resultado obtenido.

=='''IV) Difracción de Ultrasonidos'''==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot [\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)] \qquad\qquad\qquad (2)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

'''Experimento'''

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura 6, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y el receptor debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab_1.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T22:20:25Z

Soltorresm: /* IV) Difracción de Ultrasonidos */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2_2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== '''II) Reflección de Ultrasonidos'''==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== '''III) Interferencia de Ultrasonidos''' ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algún ángulo incidente a la lámina metálica, con el fin de superponer la onda emitida y la onda reflejada, luego coloque el detector donde pueda recibir la señal de ambas ondas.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

: 3. Grafique y explique el resultado obtenido.

=='''IV) Difracción de Ultrasonidos'''==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot [\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)] \qquad\qquad\qquad (2)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

'''Experimento'''

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura 5, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y el receptor debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T22:17:44Z

Soltorresm: /* III)Interferencia de Ultrasonidos */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2_2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== '''II) Reflección de Ultrasonidos'''==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== '''III) Interferencia de Ultrasonidos''' ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algún ángulo incidente a la lámina metálica, con el fin de superponer la onda emitida y la onda reflejada, luego coloque el detector donde pueda recibir la señal de ambas ondas.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

: 3. Grafique y explique el resultado obtenido.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T22:17:25Z

Soltorresm: /* III) Interferencia de Ultrasonidos */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2_2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== '''II) Reflección de Ultrasonidos'''==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== '''III)Interferencia de Ultrasonidos''' ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algún ángulo incidente a la lámina metálica, con el fin de superponer la onda emitida y la onda reflejada, luego coloque el detector donde pueda recibir la señal de ambas ondas.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

: 3. Grafique y explique el resultado obtenido.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T22:11:37Z

Soltorresm: /* II) Reflección de Ultrasonidos */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2_2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== '''II) Reflección de Ultrasonidos'''==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) '''Interferencia de Ultrasonidos''' ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

File:So2 2.png

2018-03-08T22:02:20Z

Soltorresm:

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T22:02:07Z

Soltorresm: /* I) Determinación de la Velocidad del Sonido */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2_2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) '''Interferencia de Ultrasonidos''' ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T21:48:40Z

Soltorresm: /* III) Interferencia de Ultrasonidos */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2_1.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) '''Interferencia de Ultrasonidos''' ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

File:So2 1.png

2018-03-08T21:47:40Z

Soltorresm:

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T21:46:57Z

Soltorresm: /* I) Determinación de la Velocidad del Sonido */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2_1.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) Interferencia de Ultrasonidos ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T21:31:50Z

Soltorresm: /* I) Determinación de la Velocidad del Sonido */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== '''I) Determinación de la Velocidad del Sonido''' ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 4. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 5. Repita los pasos anteriores para distintas distancias entre el emisor y el receptor registrando el tiempo t.

: 6. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

: 7. Compare la velocidad del sonido teórica y experimental mediante una diferencia porcentual.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) Interferencia de Ultrasonidos ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T21:28:14Z

Soltorresm: /* Montaje y Procedimiento Experimental */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio, como indica la figura 1.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor, utilizando la ecuación (1)

== I) Determinación de la Velocidad del Sonido ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 6. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, como para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 7. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) Interferencia de Ultrasonidos ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

File:S1 1.png

2018-03-08T21:27:12Z

Soltorresm:

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T21:26:49Z

Soltorresm: /* Montaje y Procedimiento Experimental */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

[[File:S1_1.png|center|thumb|500px|]]

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor.

== I) Determinación de la Velocidad del Sonido ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 6. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, como para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 7. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) Interferencia de Ultrasonidos ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T21:26:26Z

Soltorresm: /* I) Determinación de la Velocidad del Sonido */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor.

== I) Determinación de la Velocidad del Sonido ==

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 6. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, como para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 7. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) Interferencia de Ultrasonidos ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T20:15:39Z

Soltorresm: /* Procedimiento Experimental */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Montaje y Procedimiento Experimental===

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor.

== I) Determinación de la Velocidad del Sonido ==

[[File:S1.png|center|thumb|500px|]]

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 6. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, como para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 7. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) Interferencia de Ultrasonidos ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T20:15:05Z

Soltorresm: /* Introducción */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido a presión normal y 20°C en aire seco está dada por:

:<center> <m>c =343 \rm{m}/\rm{s} \qquad\qquad\qquad (1) </m> </center>

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Procedimiento Experimental===

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor.

== I) Determinación de la Velocidad del Sonido ==

[[File:S1.png|center|thumb|500px|]]

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 6. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, como para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 7. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) Interferencia de Ultrasonidos ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ultrasonidos (Fiz0312)

2018-03-08T20:10:21Z

Soltorresm: /* Introducción */

==Ultrasonidos==

===Objetivo===

Estudiar las propiedades de ondas ultrasónicas.

==='''Introducción'''===

El ultrasonido es imperceptible al oído humano y su dispersión cromática en el aire es despreciable. Tiena una frecuencia mayor a 20 kHz y su longitud de onda menor a 10 milimetros aproximadamente.

La velocidad de fase del sonido en el aire está dada por:

<m>c =343 \rm{m}/\rm{s} </m>.

En este experimento se utilizara un emisor de ondas ultrasonicas, no olvidar que el frente de onda que genera es una onda esférica, por lo tanto para poder trabajar en la aproximación de onda plana la fuente (emisor) debe estar alejada de los objetos con que se pretende trabajar.

===Equipamiento===

- Par de transductores ultrasónicos: emisor y detector.

- Brazo articulado con transportador.

- Osciloscopio.

- Regla.

- Red de difracción para ultrasonidos.

- Papel milimetrado.

===Procedimiento Experimental===

: i) Conecte el cable coaxial del detector a una entrada del osciloscopio.

: ii) Utilice el Trigger '''interno''' del osciloscopio.

: iii) Seleccione en el osciloscopio una amplitud de señal en el rango de <m>20mV/div</m> y una frecuencia de barrido de <m>1 \mu s /div</m>.

: iv) Encienda el emisor seleccionando el modo '''continuo''' y apúntelo hacia el receptor, de modo que aparezca la señal sinusoidal correspondiente a la onda ultrasónica en la pantalla del osciloscopio.

: v) Con el osciloscopio determine la frecuencia de la onda ultrasónica.

: vi) Determine la longitud de onda del ultrasonido generado por el emisor.

== I) Determinación de la Velocidad del Sonido ==

[[File:S1.png|center|thumb|500px|]]

: 1. Ubique el generador y detector de ultrasonido uno frente a otro, separados una distancia del orden de <m>1m</m>, como muestra la figura 1.

[[File:So2.png|right|thumb|200px|]]

: 2. Conecte el amplificador de detector de ultrasonido al canal 1 del osciloscopio, y el generador de señal de ultrasonido al canal 2 y al trigger '''externo'''del osciloscopio.

: 3. Encienda el emisor de ultrasonido seleccionando modo '''pulsado'''. Encienda el amplificador del detector.

: 6. Ajuste la perilla de sensibilidad del amplificador, la amplificación y base de tiempo, como para que en estas condiciones de operación, la pantalla del osciloscopio muestre una señal como la de la figura 2. El pulso cuadrado inicial corresponde a una señal de referencia para la emisión del pulso de ultrasonido que se observa con posterioridad. El tiempo transcurrido entre el inicio del pulso cuadrado y el inicio del pulso de ultrasonido corresponde al tiempo que demora el ultrasonido en viajar desde el emisor hasta el detector.

: 7. Usando este método de medición, construya un gráfico <m>distancia</m> <m>versus</m> <m>tiempo</m>, y determine la velocidad de propagación del sonido.

== II) Reflección de Ultrasonidos==

[[File:So3(1).png|center|thumb|400px|]]

: 1. Arme el montaje que se muestra en la figura 3, donde <m>L</m> representa una superficie metálica. <m>P</m> es una pantalla, de algún material como plumavit o cartón, que tiene por objeto impedir la llegada de ultrasonido directamente del emisor al receptor, sin incidir sobre la superficie reflectante.

: 2. Ponga el emisor en modo '''continuo''' y coloque el Trigger interno del osciloscopio.

: 3. Con las posiciones del emisor fija, en un angulo <m>\theta_i</m> entre la dirección de la onda incidente y la normal a la superficie de la placa, gire el detector, siguiendo un arco de circunferencia (ver figura 3), registrando el ángulo <m>\theta_r</m> para el cual la intensidad de ultrasonido que mide el osciloscopio resulta máxima.

: 4. Estime la incerteza angular en la determinación del máximo.

: 5. Construya una tabla y un gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>.

== III) Interferencia de Ultrasonidos ==

: 1. Coloque el emisor apuntando en algun angulo incidente a la lamina metalica y coloque el detector en algun lugar donde pueda recibir la onda incidente y la onda reflejada.

[[File:So4.png|center|thumb|400px|]]

: 2. Desplazando el detector a traves de un circulo mida con el osciloscopio el perfil de la interferencia en el detector.

==IV) Difracción de Ultrasonidos==

Cuando un frente espacialmente uniforme y monocromático de ondas incide sobre una apertura de dimensiones comparables a la longitud de onda, se puede apreciar efectos de difracción. Estos consisten básicamente en que al otro lado de la apertura se produce una distribución espacial bien definida de máximos y mínimos de intensidad de onda.

Si el frente de onda, con longitud de onda <m>\lambda</m> incide sobre una apertura que consiste de un par de rendijas largas y angostas, separadas a una distancia <m>d</m>, la distribución angular de máximos de intensidad al otro lado de las rendijas, para una aproximación de onda plana incidente, está dada por:

:<center><m>n \lambda = d \cdot (\sin(\theta_i)\pm \sin(\theta_r)) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

donde <m>\theta_i</m> es el ángulo de incidencia, <m>\theta_r</m> es el ángulo de reflección, y <m>n</m> representa cada uno de los máximos sucesivos, a partir del máximo central.

: 1. La red de difraccion para ultrasonidos consiste en una placa de cartón en la que se cortaron rendijas de <m>1cm</m> de ancho, con idéntica separación de <m>d=2cm</m> .

[[File:So5.png|right|thumb|300px|]]

: 2. Coloque el emisor a una distancia de la red de difrección donde se cumpla la aproximación de onda plana, con <m>\theta_i=0</m>.

: 3. Mida la intensidad al otro lado, desplazando el receptor en forma circular como se muestra en la figura de abajo, colocando el receptor a una distancia donde se cumpla la aproximación de Fraunhoffer. En este caso la aproximación de Fraunhoffer significa que la distancia entre la red de difracción y la pantalla debe ser mucho más grande que el ancho de las rendijas.

: 4. Con los datos obtenidos construya un gráfico <m>A</m> (amplitud de la presión relativa) <m>versus</m> <m>\sin(\theta)</m>.

[[File:Difflab.png|center|thumb|300px|]]

== Análisis y Discusión de Resultados, Para cada actividad==

: 1. Construya una curva de distancia vs tiempo para calcular la velocidad de fase del sonido. Compare la velocidad de fase del sonido obtenida de manera experimental con la velocidad de fase del sonido existente en la literatura y con el valor teórico de la misma.

: 2. Estudie el gráfico de <m>\theta_i</m> <m>versus</m> <m>\theta_{\rm{max}}</m>, para <m>10^0 <\theta_i<80 ^0 </m>, calculando errores de medición.

: 3. Haga un calculo teórico para obtener el perfil de intereferencia y comparelo con los resultados obtenidos en el experimento.

: 4. Compare los resultados experimentales con la formula teórica.

== Partes Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Influencia de la humedad ambiental en la velocidad del sonido
Humedeciendo el aire entre emisor y receptor (por ejemplo, usando un aspersor de agua o algún otro método de su ocurrencia) usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones del ambiente.

: 2. Influencia de la temperatura en la velocidad del sonido
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas entre emisor y receptor (por ejemplo, un secador de pelo o un mechero bunster para calentar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en la velocidad del sonido por las variaciones en temperatura.

: 3. Difracción de ondas en bordes
Utilizando un borde de una tabla o algún similar, usted puede estudiar el fenómeno de difracción de ondas en bordes

: 4. Interferencia de ondas provenientes de distintas fuentes emitiendo la misma señal
Utilizando dos emisores distintos, usted puede estudiar interferencia de ondas en el espacio (sin necesidad de una reflexión en una pared)

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias de Sonido (Fiz0312)

2018-02-20T20:12:08Z

Soltorresm: /* Introducción */

==Ondas Estacionarias de Sonido en el tubo de Kundt==

===Objetivo===

El experimento base consiste en el estudio de ondas estacionarias de sonido en un tubo cilíndrico.

===Introducción===

La elongación local de oscilación de las moléculas de aire en el interior de un tubo de largo L en el cuál existen ondas estacionarias de sonido, está descrita por:

:<center><m>y_n(x,t)=A \sin(k_nx) \cdot \sin(\omega_n t+\phi) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

En el caso de un tubo con ambos extremos abiertos o cerrados, las longitudes de onda correspondientes a ondas estacionarias en el tubo satisfacen aproximadamente la condición:

:<center><m>\lambda_n=\frac{2L}{n} \qquad\qquad\qquad (2)</m> </center>

con <m>n=1,2,3,4...</m>

Para el caso en que el tubo tenga solo un extremo cerrado, se cumple aproximadamente que:

:<center><m>\lambda_n=\frac{4L}{2n-1} \qquad\qquad\qquad (3)</m> </center>

La longitud de onda y la frecuencia correspondiente se relacionan a través de la ecuación

:<center><m>v_s=\lambda \cdot \nu \qquad\qquad\qquad (4)</m> </center>

Donde <m>v_s</m> es la velocidad de fase del sonido, que en el caso de un gas ideal está dada por::

:<center><m>v_s=\sqrt{\frac{\kappa p}{\rho}} \qquad\qquad\qquad (5)</m> </center>

Siendo <m>\kappa</m> el índice adiabático, <m>p</m> la presión en el medio y <m>\rho</m> la densidad del medio.

Asumiendo que el aire en la sala es un gas ideal, calcule <m>v_s</m> utilizando la ecuación 5. Donde <m>p</m> es la presión normal considerando condiciones normales para <m>p</m> y <m>\rho</m>. ¿En qué unidades se mide la presión en S.I.?

=== Montaje Experimental ===

En el experimento se usa un tubo acrílico, que posee un parlante en uno de sus extremos, que actúa como generador de onda de sonido. En las cercanías del parlante, se ubica un micrófono pequeño que permite monitorear la onda acústica en el interior del tubo, desplegando una señal en la pantalla del osciloscopio. Con el osciloscopio se pueden medir tanto la frecuencia como la amplitud de la onda acústica.

El micrófono es un transductor de presión, por lo que la amplitud de la señal de medida corresponde a la variación local de presión que experimenta el aire ante la propagación de la onda acústica. La figura 1 muestra un esquema del montaje experimental, que incluye el tubo, con el parlante y su generador de señal, micrófono y osciloscopio.

[[File:Ac4.png|center|thumb|600px|]]

La figura 2 muestra un detalle del tubo. Este tiene en su interior un pistón movil, que permite cambiar el largo efectivo del tubo.

[[File:Ac5.png|center|thumb|600px|]]

<center><big>'''IMPORTANTE: NO CONECTAR EL MICRÓFONO AL GENERADOR DE SEÑALES. AL HACERLO ESTE SE QUEMA.'''</big></center>

==='''Procedimiento Experimental'''===

: 1. Conecte el micrófono al osciloscopio y el parlante al generador de señales.

: 2. Encienda el osciloscopio y seleccione una velocidad de barrido del orden de <m>5ms/div</m> y una sensibilidad del orden de <m>5mV/div</m>

: 3. Encienda el generador de señal y seleccione una frecuencia del orden de <m>2kHz</m>.

: 4. Posicione el pistón en la parte central del tubo y ajuste la amplitud de la señal y frecuencia, de modo que se aprecie claramente la señal armónica en la pantalla del osciloscopio. Este ajuste preliminar permite definir el rango operacional de parámetros del experimento.

: 5. Para distintos valores fijos de la frecuencia determine los largos efectivos correspondientes a ondas estacionarias de sonido en el interior del tubo, identificando, si es posible, el modo <m>n</m> correspondiente.

: 6. Para distintos largos fijos efectivos del tubo determine las frecuencias correspondientes a ondas estacionarias, identificando, si es posible, el modo <m>n</m> correspondiente.

: 7. Repita el punto 6 sacando el pistón completamente.

: 8. A partir de los datos obtenidos, obtenga una medición de velocidad de fase del sonido en el aire en el interior del tubo, y compare el valor obtenido con el que predice la ecuación 5.

: 9. En el caso de ondas estacionarias obtenidas con el largo total del tubo, con extremo abierto y cerrado compare con lo que predicen las ecuaciones 2 y 3.

: 10. Discuta y explique posibles variaciones a la forma sinusoidal de la señal acústica que aparecen en determinados rangos de frecuencias.

=== Adicionales ===

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Modos normales y análisis de Fourier
Usando como señal de entrada en el parlante una señal NO sinusoidal (como una rampa triangular o un cuadrado), usted podría estudiar la formación de modos normales de la forma <m>y(x,t) = A_N \sin(k_N x) \cos (\omega_N t) </m>

: 2. Influencia de la temperatura en la formación de ondas estacionarias
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas al interior de la cavidad (por ejemplo, un secador de pelo para calentar, o nitrógeno líquido para enfriar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por las variaciones en temperatura.

: 3. Influencia del gas en la formación de ondas estacionarias
Si usted llena la cavidad con un gas distinto al aire (como alcohol u otro), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por la composición de dichos gases.

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias de Sonido (Fiz0312)

2018-02-20T20:10:31Z

Soltorresm: /* Introducción */

==Ondas Estacionarias de Sonido en el tubo de Kundt==

===Objetivo===

El experimento base consiste en el estudio de ondas estacionarias de sonido en un tubo cilíndrico.

===Introducción===

La elongación local de oscilación de las moléculas de aire en el interior de un tubo de largo L en el cuál existen ondas estacionarias de sonido, está descrita por:

:<center><m>y_n(x,t)=A \sin(k_nx) \cdot \sin(\omega_n t+\phi) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

En el caso de un tubo con ambos extremos abiertos o cerrados, las longitudes de onda correspondientes a ondas estacionarias en el tubo satisfacen aproximadamente la condición:

:<center><m>\lambda_n=\frac{2L}{n} \qquad\qquad\qquad (2)</m> </center>

con <m>n=1,2,3,4...</m>

Para el caso en que el tubo tenga solo un extremo cerrado, se cumple aproximadamente que:

:<center><m>\lambda_n=\frac{4L}{2n-1} \qquad\qquad\qquad (3)</m> </center>

La longitud de onda y la frecuencia correspondiente se relacionan a través de la ecuación

:<center><m>v_s=\lambda \cdot \nu \qquad\qquad\qquad (4)</m> </center>

Donde <m>v_s</m> es la velocidad de fase del sonido, que en el caso de un gas ideal está dada por::

:<center><m>v_s=\sqrt{\frac{\kappa p}{\rho}} \qquad\qquad\qquad (5)</m> </center>

Siendo <m>\kappa</m> el índice adiabático, <m>p</m> la presión en el medio y <m>\rho</m> la densidad del medio.

Asumiendo que el aire en la sala es un gas ideal, calcule <m>v_s</m> utilizando la ecuación 5. Donde P es la presión normal considerando condiciones normales para P y <m>\rho</m>. ¿En qué unidades se mide la presión en S.I.?

=== Montaje Experimental ===

En el experimento se usa un tubo acrílico, que posee un parlante en uno de sus extremos, que actúa como generador de onda de sonido. En las cercanías del parlante, se ubica un micrófono pequeño que permite monitorear la onda acústica en el interior del tubo, desplegando una señal en la pantalla del osciloscopio. Con el osciloscopio se pueden medir tanto la frecuencia como la amplitud de la onda acústica.

El micrófono es un transductor de presión, por lo que la amplitud de la señal de medida corresponde a la variación local de presión que experimenta el aire ante la propagación de la onda acústica. La figura 1 muestra un esquema del montaje experimental, que incluye el tubo, con el parlante y su generador de señal, micrófono y osciloscopio.

[[File:Ac4.png|center|thumb|600px|]]

La figura 2 muestra un detalle del tubo. Este tiene en su interior un pistón movil, que permite cambiar el largo efectivo del tubo.

[[File:Ac5.png|center|thumb|600px|]]

<center><big>'''IMPORTANTE: NO CONECTAR EL MICRÓFONO AL GENERADOR DE SEÑALES. AL HACERLO ESTE SE QUEMA.'''</big></center>

==='''Procedimiento Experimental'''===

: 1. Conecte el micrófono al osciloscopio y el parlante al generador de señales.

: 2. Encienda el osciloscopio y seleccione una velocidad de barrido del orden de <m>5ms/div</m> y una sensibilidad del orden de <m>5mV/div</m>

: 3. Encienda el generador de señal y seleccione una frecuencia del orden de <m>2kHz</m>.

: 4. Posicione el pistón en la parte central del tubo y ajuste la amplitud de la señal y frecuencia, de modo que se aprecie claramente la señal armónica en la pantalla del osciloscopio. Este ajuste preliminar permite definir el rango operacional de parámetros del experimento.

: 5. Para distintos valores fijos de la frecuencia determine los largos efectivos correspondientes a ondas estacionarias de sonido en el interior del tubo, identificando, si es posible, el modo <m>n</m> correspondiente.

: 6. Para distintos largos fijos efectivos del tubo determine las frecuencias correspondientes a ondas estacionarias, identificando, si es posible, el modo <m>n</m> correspondiente.

: 7. Repita el punto 6 sacando el pistón completamente.

: 8. A partir de los datos obtenidos, obtenga una medición de velocidad de fase del sonido en el aire en el interior del tubo, y compare el valor obtenido con el que predice la ecuación 5.

: 9. En el caso de ondas estacionarias obtenidas con el largo total del tubo, con extremo abierto y cerrado compare con lo que predicen las ecuaciones 2 y 3.

: 10. Discuta y explique posibles variaciones a la forma sinusoidal de la señal acústica que aparecen en determinados rangos de frecuencias.

=== Adicionales ===

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Modos normales y análisis de Fourier
Usando como señal de entrada en el parlante una señal NO sinusoidal (como una rampa triangular o un cuadrado), usted podría estudiar la formación de modos normales de la forma <m>y(x,t) = A_N \sin(k_N x) \cos (\omega_N t) </m>

: 2. Influencia de la temperatura en la formación de ondas estacionarias
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas al interior de la cavidad (por ejemplo, un secador de pelo para calentar, o nitrógeno líquido para enfriar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por las variaciones en temperatura.

: 3. Influencia del gas en la formación de ondas estacionarias
Si usted llena la cavidad con un gas distinto al aire (como alcohol u otro), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por la composición de dichos gases.

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias de Sonido (Fiz0312)

2018-02-20T19:52:55Z

Soltorresm: /* Procedimiento Experimental */

==Ondas Estacionarias de Sonido en el tubo de Kundt==

===Objetivo===

El experimento base consiste en el estudio de ondas estacionarias de sonido en un tubo cilíndrico.

===Introducción===

La elongación local de oscilación de las moléculas de aire en el interior de un tubo de largo L en el cuál existen ondas estacionarias de sonido, está descrita por:

:<center><m>y_n(x,t)=A \sin(k_nx) \cdot \sin(\omega_n t+\phi) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

En el caso de un tubo con ambos extremos abiertos o cerrados, las longitudes de onda correspondientes a ondas estacionarias en el tubo satisfacen aproximadamente la condición:

:<center><m>\lambda_n=\frac{2L}{n} \qquad\qquad\qquad (2)</m> </center>

con <m>n=1,2,3,4...</m>

Para el caso en que el tubo tenga solo un extremo cerrado, se cumple aproximadamente que:

:<center><m>\lambda_n=\frac{4L}{2n-1} \qquad\qquad\qquad (3)</m> </center>

La longitud de onda y la frecuencia correspondiente se relacionan a través de la ecuación

:<center><m>v_s=\lambda \cdot \nu \qquad\qquad\qquad (4)</m> </center>

Donde <m>v_s</m> es la velocidad de fase del sonido, que en el caso de un gas está dada por::

:<center><m>v_s=\sqrt{\frac{\gamma p}{\rho}} \qquad\qquad\qquad (5)</m> </center>

Siendo <m>\gamma</m> el índice adiabático, <m>p</m> la presión en el medio y <m>\rho</m> la densidad del medio.

=== Montaje Experimental ===

En el experimento se usa un tubo acrílico, que posee un parlante en uno de sus extremos, que actúa como generador de onda de sonido. En las cercanías del parlante, se ubica un micrófono pequeño que permite monitorear la onda acústica en el interior del tubo, desplegando una señal en la pantalla del osciloscopio. Con el osciloscopio se pueden medir tanto la frecuencia como la amplitud de la onda acústica.

El micrófono es un transductor de presión, por lo que la amplitud de la señal de medida corresponde a la variación local de presión que experimenta el aire ante la propagación de la onda acústica. La figura 1 muestra un esquema del montaje experimental, que incluye el tubo, con el parlante y su generador de señal, micrófono y osciloscopio.

[[File:Ac4.png|center|thumb|600px|]]

La figura 2 muestra un detalle del tubo. Este tiene en su interior un pistón movil, que permite cambiar el largo efectivo del tubo.

[[File:Ac5.png|center|thumb|600px|]]

<center><big>'''IMPORTANTE: NO CONECTAR EL MICRÓFONO AL GENERADOR DE SEÑALES. AL HACERLO ESTE SE QUEMA.'''</big></center>

==='''Procedimiento Experimental'''===

: 1. Conecte el micrófono al osciloscopio y el parlante al generador de señales.

: 2. Encienda el osciloscopio y seleccione una velocidad de barrido del orden de <m>5ms/div</m> y una sensibilidad del orden de <m>5mV/div</m>

: 3. Encienda el generador de señal y seleccione una frecuencia del orden de <m>2kHz</m>.

: 4. Posicione el pistón en la parte central del tubo y ajuste la amplitud de la señal y frecuencia, de modo que se aprecie claramente la señal armónica en la pantalla del osciloscopio. Este ajuste preliminar permite definir el rango operacional de parámetros del experimento.

: 5. Para distintos valores fijos de la frecuencia determine los largos efectivos correspondientes a ondas estacionarias de sonido en el interior del tubo, identificando, si es posible, el modo <m>n</m> correspondiente.

: 6. Para distintos largos fijos efectivos del tubo determine las frecuencias correspondientes a ondas estacionarias, identificando, si es posible, el modo <m>n</m> correspondiente.

: 7. Repita el punto 6 sacando el pistón completamente.

: 8. A partir de los datos obtenidos, obtenga una medición de velocidad de fase del sonido en el aire en el interior del tubo, y compare el valor obtenido con el que predice la ecuación 5.

: 9. En el caso de ondas estacionarias obtenidas con el largo total del tubo, con extremo abierto y cerrado compare con lo que predicen las ecuaciones 2 y 3.

: 10. Discuta y explique posibles variaciones a la forma sinusoidal de la señal acústica que aparecen en determinados rangos de frecuencias.

=== Adicionales ===

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Modos normales y análisis de Fourier
Usando como señal de entrada en el parlante una señal NO sinusoidal (como una rampa triangular o un cuadrado), usted podría estudiar la formación de modos normales de la forma <m>y(x,t) = A_N \sin(k_N x) \cos (\omega_N t) </m>

: 2. Influencia de la temperatura en la formación de ondas estacionarias
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas al interior de la cavidad (por ejemplo, un secador de pelo para calentar, o nitrógeno líquido para enfriar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por las variaciones en temperatura.

: 3. Influencia del gas en la formación de ondas estacionarias
Si usted llena la cavidad con un gas distinto al aire (como alcohol u otro), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por la composición de dichos gases.

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias de Sonido (Fiz0312)

2018-02-20T19:45:22Z

Soltorresm: /* Montaje Experimental */

==Ondas Estacionarias de Sonido en el tubo de Kundt==

===Objetivo===

El experimento base consiste en el estudio de ondas estacionarias de sonido en un tubo cilíndrico.

===Introducción===

La elongación local de oscilación de las moléculas de aire en el interior de un tubo de largo L en el cuál existen ondas estacionarias de sonido, está descrita por:

:<center><m>y_n(x,t)=A \sin(k_nx) \cdot \sin(\omega_n t+\phi) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

En el caso de un tubo con ambos extremos abiertos o cerrados, las longitudes de onda correspondientes a ondas estacionarias en el tubo satisfacen aproximadamente la condición:

:<center><m>\lambda_n=\frac{2L}{n} \qquad\qquad\qquad (2)</m> </center>

con <m>n=1,2,3,4...</m>

Para el caso en que el tubo tenga solo un extremo cerrado, se cumple aproximadamente que:

:<center><m>\lambda_n=\frac{4L}{2n-1} \qquad\qquad\qquad (3)</m> </center>

La longitud de onda y la frecuencia correspondiente se relacionan a través de la ecuación

:<center><m>v_s=\lambda \cdot \nu \qquad\qquad\qquad (4)</m> </center>

Donde <m>v_s</m> es la velocidad de fase del sonido, que en el caso de un gas está dada por::

:<center><m>v_s=\sqrt{\frac{\gamma p}{\rho}} \qquad\qquad\qquad (5)</m> </center>

Siendo <m>\gamma</m> el índice adiabático, <m>p</m> la presión en el medio y <m>\rho</m> la densidad del medio.

=== Montaje Experimental ===

En el experimento se usa un tubo acrílico, que posee un parlante en uno de sus extremos, que actúa como generador de onda de sonido. En las cercanías del parlante, se ubica un micrófono pequeño que permite monitorear la onda acústica en el interior del tubo, desplegando una señal en la pantalla del osciloscopio. Con el osciloscopio se pueden medir tanto la frecuencia como la amplitud de la onda acústica.

El micrófono es un transductor de presión, por lo que la amplitud de la señal de medida corresponde a la variación local de presión que experimenta el aire ante la propagación de la onda acústica. La figura 1 muestra un esquema del montaje experimental, que incluye el tubo, con el parlante y su generador de señal, micrófono y osciloscopio.

[[File:Ac4.png|center|thumb|600px|]]

La figura 2 muestra un detalle del tubo. Este tiene en su interior un pistón movil, que permite cambiar el largo efectivo del tubo.

[[File:Ac5.png|center|thumb|600px|]]

<center><big>'''IMPORTANTE: NO CONECTAR EL MICRÓFONO AL GENERADOR DE SEÑALES. AL HACERLO ESTE SE QUEMA.'''</big></center>

==='''Procedimiento Experimental'''===

: 1. Conecte el micrófono al osciloscopio y el parlante al generador de señales.

: 2. Encienda el osciloscopio y seleccione una velocidad de barrido del orden de <m>5ms/div</m> y una sensibilidad del orden de <m>5mV/div</m>

: 3. Encienda el generador de señal y seleccione una frecuencia del orden de <m>2kHz</m>.

: 4. Posicione el pistón en la parte central del tubo y ajuste la amplitud de la señal y frecuencia, de modo que se aprecie claramente la señal armónica en la pantalla del osciloscopio. Este ajuste preliminar permite definir el rango operacional de parámetros del experimento.

: 5. Para distintos valores fijos de la frecuencia determine los largos efectivos correspondientes a ondas estacionarias de sonido en el interior del tubo, identificando si es posible el modo <m>n</m> correspondiente.

: 6. Para distintos largos fijos efectivos del tubo determine las frecuencias correspondientes a ondas estacionarias, identificando si es posible el modo <m>n</m> correspondiente.

: 7. Obtenga frecuencias correspondientes a ondas estacionarias para el tubo abierto y cerrado justo en el extremo donde no se ubica el parlante.

: 8. A partir de los datos obtenidos, obtenga una medición de velocidad de fase del sonido en el aire en el interior del tubo, y compare el valor obtenido con el que predice la ecuación 5.

: 9. En el caso de ondas estacionarias obtenidas con el largo total del tubo, con extremo abierto y cerrado compare con lo que predicen las ecuaciones 2 y 3.

: 10. Discuta y explique posibles variaciones a la forma sinusoidal de la señal acústica que aparecen en determinados rangos de frecuencias.

=== Adicionales ===

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Modos normales y análisis de Fourier
Usando como señal de entrada en el parlante una señal NO sinusoidal (como una rampa triangular o un cuadrado), usted podría estudiar la formación de modos normales de la forma <m>y(x,t) = A_N \sin(k_N x) \cos (\omega_N t) </m>

: 2. Influencia de la temperatura en la formación de ondas estacionarias
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas al interior de la cavidad (por ejemplo, un secador de pelo para calentar, o nitrógeno líquido para enfriar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por las variaciones en temperatura.

: 3. Influencia del gas en la formación de ondas estacionarias
Si usted llena la cavidad con un gas distinto al aire (como alcohol u otro), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por la composición de dichos gases.

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias de Sonido (Fiz0312)

2018-02-20T19:44:57Z

Soltorresm: /* Procedimiento Experimental */

==Ondas Estacionarias de Sonido en el tubo de Kundt==

===Objetivo===

El experimento base consiste en el estudio de ondas estacionarias de sonido en un tubo cilíndrico.

===Introducción===

La elongación local de oscilación de las moléculas de aire en el interior de un tubo de largo L en el cuál existen ondas estacionarias de sonido, está descrita por:

:<center><m>y_n(x,t)=A \sin(k_nx) \cdot \sin(\omega_n t+\phi) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

En el caso de un tubo con ambos extremos abiertos o cerrados, las longitudes de onda correspondientes a ondas estacionarias en el tubo satisfacen aproximadamente la condición:

:<center><m>\lambda_n=\frac{2L}{n} \qquad\qquad\qquad (2)</m> </center>

con <m>n=1,2,3,4...</m>

Para el caso en que el tubo tenga solo un extremo cerrado, se cumple aproximadamente que:

:<center><m>\lambda_n=\frac{4L}{2n-1} \qquad\qquad\qquad (3)</m> </center>

La longitud de onda y la frecuencia correspondiente se relacionan a través de la ecuación

:<center><m>v_s=\lambda \cdot \nu \qquad\qquad\qquad (4)</m> </center>

Donde <m>v_s</m> es la velocidad de fase del sonido, que en el caso de un gas está dada por::

:<center><m>v_s=\sqrt{\frac{\gamma p}{\rho}} \qquad\qquad\qquad (5)</m> </center>

Siendo <m>\gamma</m> el índice adiabático, <m>p</m> la presión en el medio y <m>\rho</m> la densidad del medio.

=== Montaje Experimental ===

En el experimento se usa un tubo acrílico, que posee un parlante en uno de sus extremos, que actúa como generador de onda de sonido. En las cercanías del parlante, se ubica un micrófono pequeño que permite monitorear la onda acústica en el interior del tubo, desplegando una señal en la pantalla del osciloscopio. Con el osciloscopio se pueden medir tanto la frecuencia como la amplitud de la onda acústica.

El micrófono es un transductor de presión, por lo que la amplitud de la señal de medida corresponde a la variación local de presión que experimenta el aire ante la propagación de la onda acústica. La figura 1 muestra un esquema del montaje experimental, que incluye el tubo, con el parlante y su generador de señal, micrófono y osciloscopio.

[[File:Ac4.png|center|thumb|600px|]]

La figura 2 muestra un detalle del tubo. Este tiene en su interior un pistón movil, que permite cambiar el largo efectivo del tubo.

[[File:Ac5.png|center|thumb|600px|]]

==='''Procedimiento Experimental'''===

: 1. Conecte el micrófono al osciloscopio y el parlante al generador de señales.

: 2. Encienda el osciloscopio y seleccione una velocidad de barrido del orden de <m>5ms/div</m> y una sensibilidad del orden de <m>5mV/div</m>

: 3. Encienda el generador de señal y seleccione una frecuencia del orden de <m>2kHz</m>.

: 4. Posicione el pistón en la parte central del tubo y ajuste la amplitud de la señal y frecuencia, de modo que se aprecie claramente la señal armónica en la pantalla del osciloscopio. Este ajuste preliminar permite definir el rango operacional de parámetros del experimento.

: 5. Para distintos valores fijos de la frecuencia determine los largos efectivos correspondientes a ondas estacionarias de sonido en el interior del tubo, identificando si es posible el modo <m>n</m> correspondiente.

: 6. Para distintos largos fijos efectivos del tubo determine las frecuencias correspondientes a ondas estacionarias, identificando si es posible el modo <m>n</m> correspondiente.

: 7. Obtenga frecuencias correspondientes a ondas estacionarias para el tubo abierto y cerrado justo en el extremo donde no se ubica el parlante.

: 8. A partir de los datos obtenidos, obtenga una medición de velocidad de fase del sonido en el aire en el interior del tubo, y compare el valor obtenido con el que predice la ecuación 5.

: 9. En el caso de ondas estacionarias obtenidas con el largo total del tubo, con extremo abierto y cerrado compare con lo que predicen las ecuaciones 2 y 3.

: 10. Discuta y explique posibles variaciones a la forma sinusoidal de la señal acústica que aparecen en determinados rangos de frecuencias.

=== Adicionales ===

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Modos normales y análisis de Fourier
Usando como señal de entrada en el parlante una señal NO sinusoidal (como una rampa triangular o un cuadrado), usted podría estudiar la formación de modos normales de la forma <m>y(x,t) = A_N \sin(k_N x) \cos (\omega_N t) </m>

: 2. Influencia de la temperatura en la formación de ondas estacionarias
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas al interior de la cavidad (por ejemplo, un secador de pelo para calentar, o nitrógeno líquido para enfriar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por las variaciones en temperatura.

: 3. Influencia del gas en la formación de ondas estacionarias
Si usted llena la cavidad con un gas distinto al aire (como alcohol u otro), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por la composición de dichos gases.

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias de Sonido (Fiz0312)

2018-02-20T19:44:15Z

Soltorresm: /* Procedimiento Experimental */

==Ondas Estacionarias de Sonido en el tubo de Kundt==

===Objetivo===

El experimento base consiste en el estudio de ondas estacionarias de sonido en un tubo cilíndrico.

===Introducción===

La elongación local de oscilación de las moléculas de aire en el interior de un tubo de largo L en el cuál existen ondas estacionarias de sonido, está descrita por:

:<center><m>y_n(x,t)=A \sin(k_nx) \cdot \sin(\omega_n t+\phi) \qquad\qquad\qquad (1)</m> </center>

En el caso de un tubo con ambos extremos abiertos o cerrados, las longitudes de onda correspondientes a ondas estacionarias en el tubo satisfacen aproximadamente la condición:

:<center><m>\lambda_n=\frac{2L}{n} \qquad\qquad\qquad (2)</m> </center>

con <m>n=1,2,3,4...</m>

Para el caso en que el tubo tenga solo un extremo cerrado, se cumple aproximadamente que:

:<center><m>\lambda_n=\frac{4L}{2n-1} \qquad\qquad\qquad (3)</m> </center>

La longitud de onda y la frecuencia correspondiente se relacionan a través de la ecuación

:<center><m>v_s=\lambda \cdot \nu \qquad\qquad\qquad (4)</m> </center>

Donde <m>v_s</m> es la velocidad de fase del sonido, que en el caso de un gas está dada por::

:<center><m>v_s=\sqrt{\frac{\gamma p}{\rho}} \qquad\qquad\qquad (5)</m> </center>

Siendo <m>\gamma</m> el índice adiabático, <m>p</m> la presión en el medio y <m>\rho</m> la densidad del medio.

=== Montaje Experimental ===

En el experimento se usa un tubo acrílico, que posee un parlante en uno de sus extremos, que actúa como generador de onda de sonido. En las cercanías del parlante, se ubica un micrófono pequeño que permite monitorear la onda acústica en el interior del tubo, desplegando una señal en la pantalla del osciloscopio. Con el osciloscopio se pueden medir tanto la frecuencia como la amplitud de la onda acústica.

El micrófono es un transductor de presión, por lo que la amplitud de la señal de medida corresponde a la variación local de presión que experimenta el aire ante la propagación de la onda acústica. La figura 1 muestra un esquema del montaje experimental, que incluye el tubo, con el parlante y su generador de señal, micrófono y osciloscopio.

[[File:Ac4.png|center|thumb|600px|]]

La figura 2 muestra un detalle del tubo. Este tiene en su interior un pistón movil, que permite cambiar el largo efectivo del tubo.

[[File:Ac5.png|center|thumb|600px|]]

==='''Procedimiento Experimental'''===

<center><big>'''IMPORTANTE: NO CONECTAR EL MICRÓFONO AL GENERADOR DE SEÑALES. AL HACERLO ESTE SE QUEMA.'''</big></center>

: 1. Conecte el micrófono al osciloscopio y el parlante al generador de señales.

: 2. Encienda el osciloscopio y seleccione una velocidad de barrido del orden de <m>5ms/div</m> y una sensibilidad del orden de <m>5mV/div</m>

: 3. Encienda el generador de señal y seleccione una frecuencia del orden de <m>2kHz</m>.

: 4. Posicione el pistón en la parte central del tubo y ajuste la amplitud de la señal y frecuencia, de modo que se aprecie claramente la señal armónica en la pantalla del osciloscopio. Este ajuste preliminar permite definir el rango operacional de parámetros del experimento.

: 5. Para distintos valores fijos de la frecuencia determine los largos efectivos correspondientes a ondas estacionarias de sonido en el interior del tubo, identificando si es posible el modo <m>n</m> correspondiente.

: 6. Para distintos largos fijos efectivos del tubo determine las frecuencias correspondientes a ondas estacionarias, identificando si es posible el modo <m>n</m> correspondiente.

: 7. Obtenga frecuencias correspondientes a ondas estacionarias para el tubo abierto y cerrado justo en el extremo donde no se ubica el parlante.

: 8. A partir de los datos obtenidos, obtenga una medición de velocidad de fase del sonido en el aire en el interior del tubo, y compare el valor obtenido con el que predice la ecuación 5.

: 9. En el caso de ondas estacionarias obtenidas con el largo total del tubo, con extremo abierto y cerrado compare con lo que predicen las ecuaciones 2 y 3.

: 10. Discuta y explique posibles variaciones a la forma sinusoidal de la señal acústica que aparecen en determinados rangos de frecuencias.

=== Adicionales ===

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Modos normales y análisis de Fourier
Usando como señal de entrada en el parlante una señal NO sinusoidal (como una rampa triangular o un cuadrado), usted podría estudiar la formación de modos normales de la forma <m>y(x,t) = A_N \sin(k_N x) \cos (\omega_N t) </m>

: 2. Influencia de la temperatura en la formación de ondas estacionarias
Usando distintos medios para cambiar la temperatura del gas al interior de la cavidad (por ejemplo, un secador de pelo para calentar, o nitrógeno líquido para enfriar), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por las variaciones en temperatura.

: 3. Influencia del gas en la formación de ondas estacionarias
Si usted llena la cavidad con un gas distinto al aire (como alcohol u otro), usted puede estudiar las diferencias que se producen en las ondas estacionarias por la composición de dichos gases.

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:39:20Z

Soltorresm: /* Ondas Longitudinales */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura 1.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:figura1.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:figura_2.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 3. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:figura_3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:38:47Z

Soltorresm: /* Determinación de la constante elástica del resorte */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura 1.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:figura1.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:figura_2.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:figura_3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

File:Figura 3.png

2018-02-20T19:38:23Z

Soltorresm:

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:38:05Z

Soltorresm: /* Ondas Longitudinales */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:figura1.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:figura_2.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:figura_3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

File:Figura 2.png

2018-02-20T19:37:32Z

Soltorresm:

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:37:13Z

Soltorresm: /* Ondas Transversales */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:figura1.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:figura_2.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:36:49Z

Soltorresm: /* Ondas Transversales */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:figura1.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:figura2.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

File:Figura1.png

2018-02-20T19:34:36Z

Soltorresm:

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:33:58Z

Soltorresm: /* Determinación de la constante elástica del resorte */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:figura1.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

File:Figura 1.png

2018-02-20T19:19:38Z

Soltorresm: Figura 1

Figura 1

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:17:50Z

Soltorresm: /* Determinación de la constante elástica del resorte */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:figura_1.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

File:Figura 1d.png

2018-02-20T19:15:00Z

Soltorresm:

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:14:20Z

Soltorresm: /* Determinación de la constante elástica del resorte */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:figura_1d.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:09:53Z

Soltorresm: /* Ondas Transversales */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:resorte.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

'''Warning''': El o los botones atenuadores NO deben estar activos.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:04:55Z

Soltorresm: /* Adicionales */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:resorte.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== '''Adicionales''' ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:04:35Z

Soltorresm: /* Ondas Transversales */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:resorte.png|center|thumb|300px|]]

== '''Ondas Transversales'''==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:03:59Z

Soltorresm: /* Ondas Longitudinales */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:resorte.png|center|thumb|300px|]]

== Ondas Transversales==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== '''Ondas Longitudinales''' ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T19:00:04Z

Soltorresm: /* Determinación de la constante elástica del resorte */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>(m_f-m_i)g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:resorte.png|center|thumb|300px|]]

== Ondas Transversales==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== Ondas Longitudinales ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T18:02:56Z

Soltorresm: /* Determinación de la constante elástica del resorte */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== '''Determinación de la constante elástica del resorte'''==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>m_2g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:resorte.png|center|thumb|300px|]]

== Ondas Transversales==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== Ondas Longitudinales ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”

Ondas Estacionarias en 1-D (Fiz0312)

2018-02-20T18:02:03Z

Soltorresm: /* Determinación de las masas */

== Ondas Estacionarias en 1-D ==

===Objetivo===

Estudiar ondas estacionarias en un medio 1-D

=== Introducción===

El experimento consiste en el estudio de modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias transversales y longitudinales en un medio 1-D.

Los modos normales de vibración asociados a ondas estacionarias en un medio 1-D de largo L, con ambos extremos fijos, tienen una elongación de la forma:

:<center><m>y_n(x,t)=A\sin(k_n x) \cdot \sin(\omega_n t + \varphi)</m></center>

tanto para ondas transversales como para ondas longitudinales, cuyo número de onda viene dado por:

:<m>k_n = \frac{\pi}{L}n</m>.
La frecuencia angular viene dada por:

:<m>\omega_n= k_nv</m>

Donde <m>n=1,2,3,....</m>, y <m>v</m> es la velocidad de fase.

===Procedimiento Experimental===

Para ambos casos (ondas transversales y longitudinales) se usa el siguiente equipamiento:

- Generador de funciones.

- Parlante.

== '''Determinación de las masas'''==

- Mida la masa de la cuerda utilizando la balanza PL202-s

- Mida las masas utilizando la balanza PL3001-s

- Utilice los manuales de las balanzas para poder determinar '''errores sistematicos'''. En ellos podra encontrar información como se muestra a continuación:

Balanza: PL 3001-s

* Precisión minima: 0.1 gr
* Repetición: 0.08 gr
* linealidad: 0.2 gr
-------------------------------
<m>\approx</m> 0.4 gr

== Determinación de la constante elástica del resorte==

Para determinar la constante elástica coloque una masa en el resorte colgando de uno de sus extremos. Defina la posición de esta masa como origen de sistema de coordenadas o posición de referencia. Luego agregue otra masa al resorte (aumentando la masa) y mida el desplazamiento que se produce con respecto a la posición de referencia, como se muestra en la figura.

Utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas

:<center><m>m_2g=K\Delta x,</m></center>

Mediante métodos gráficos, considerando las barras de error apropiadas en cada caso, determine la constante del resorte.

[[File:resorte.png|center|thumb|300px|]]

== Ondas Transversales==

: 1. Las ondas son generadas en una cuerda excitada transversalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 1. La cuerda está unida por un extremo al centro del parlante, y en el otro extremo tiene un gancho para agregar masas, generando una tensión variable en el extremo libre.

: 2. La tensión de la cuerda se ajusta agregando golillas al gancho del extremo colgante. La tensión de la cuerda debe ser baja.

: 3. Mida la densidad lineal de masa de la cuerda.

: 4. Conecte el parlante al generador de funciones.

[[File:AC3.png|center|thumb|500px|]]

: 5. Para distintos valores de la tensión de la cuerda, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 6. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas transversales en la cuerda.

: 7. Analice gráficamente la relación entre la tensión de la cuerda y la velocidad de propagación de las ondas.

== Ondas Longitudinales ==

: 1. Las ondas son generadas en un resorte excitado longitudinalmente por un parlante vibrando a frecuencia variable, como muestra la figura 2. El resorte está unido por un extremo al centro del parlante y el otro extremo está fijo. La tensión del resorte se ajusta variando su largo extendido. Al igual que en el caso anterior la tensión del resorte debe ser baja.

: 2. Para distintos valores de la tensión del resorte, encuentre las frecuencias correspondientes a los modos normales de vibración, caracterizados por el número <m>n</m> correspondiente.

: 3. Usando gráficos de la forma <m>\omega</m> <m>versus</m> <m>n</m>, determine para las distintas tensiones la velocidad de propagación de ondas longitudinales en el resorte.

: 4. Analice gráficamente la relación entre la tensión del resorte y la velocidad de propagación de las ondas.

[[File:Ca3.png|center|thumb|500px|]]

== Adicionales ==

Usando materiales asociados a los montajes previos, y algunos recursos extra disponibles en el laboratorio, usted podría estudiar:

: 1. Oscilaciones forzadas en un resorte o un péndulo
Utilizando el parlante como fuerza externa y un montaje apropiado, podría estudiar los cambios en la amplitud (A=A(<m>\omega</m>)), el angulo de fase (<m>\delta=\delta(\omega)</m>) y el efecto transiente de un resorte o un péndulo
: 2. Batido entre las ondas estacionarias y una luz estroboscópica
Utilizando una luz estroboscópica para iluminar la onda estacionaria y un cronómetro, podría medir las diferencias entre las frecuencias (<m>\Delta\omega</m>)de ambas fuentes (luz y generador de señales)
: 3. Propiedades de ondas estacionarias en cuerdas de densidad de masa variable
Utilizando distintas cuerdas unidas como medio de propagación (como hilos de pesca, disponibles en el lab), puede estudiar los cambios en la longitud de onda y (si es posible) los coeficientes de reflexión y transmisión de una onda

En esta sección, usted debe elegir al menos uno de estos fenómenos para estudiar. Debe registrar en su Acta lo que está analizando, cómo lo hace, los inconvenientes y resultados obtenidos, análisis, etc. Si usted se le ocurre algo interesante de medir, dentro del contexto del curso, puede agregarlo a la lista de “Adicionales”