La velocidad del sonido Objetivo Determinar la velocidad del sonido con el tubo de Kundt Fundamento Teórico El sonido es la sensación que se produce cuando las vibraciones longitudinales de las moléculas en el medio externo, esto es, cuando las fases alternadas de condensación y rarefacción de ellas, actúan en la membrana timpánica

Características de la onda sonora ciclo -A A Amplitud (A) : max. desplaz. desde el origen 2) Frecuencia (f): n° de ciclos por segundo f =1/T 3) Periodo (T) : tiempo de un ciclo 4) Longitud de onda (): distancia mínima entre puntos de igual fase 5) Fase ():Cualquier punto del ciclo reconocible por su relación con el resto del ciclo Cualquier porción del ciclo

El sonido audible - A A Intensidad → Amplitud Tono → Frecuencia 20 Hz 20 kHz Infrasonido Audible Ultrasonido

Sonido musical - Ondas sonoras con patrones repetidos - Compuesto por: frecuencia primaria (tono fundamental) sobretonos o armónicos → timbre o calidad

Ondas sonoras: Ondas mecánicas longitudinales Ola de rarefacción DESCOM PRESION Onda de presión P = Po sen(kx - t)

Ondas sonoras: Ondas mecánicas longitudinales Ola de compresión COMPRESION

Velocidad del sonido  = v distancia (  ) tiempo ( T ) v = ó v = f A 20°C en aire = 343 m/s agua = 1450 m/s sólidos ≈ 5600 m/s 1 f  = v

Ondas sonoras λ Membrana vibrante rarefacciones compresiones parlante +Po -Po x

Propagación de las ondas de presión Ondas estacionarias Propagación de las ondas de presión Dirección +X : P1 = Posen( kx - t ) Dirección –X : P2 = Posen( kx + t ) 2  Donde k = constante de propagación =  = frecuencia angular = 2f Superposición P = P1 + P2 P = 2Posen(kx).cos(t)

Ondas sonoras estacionarias P = 2Posen(kx).cos(t)

P = 2Posen(kx).cos(t) k = 2/ Nodos y antinodos P = 2Posen(kx).cos(t) k = 2/ Nodos: x = n(λ)/2 A N A N A N A N P x ½λ  ¼  L = n(/2)

Materiales e instrumentos precisión Micrófono Generador de s 1 hz Cables Cinta métrica 1 mm Osciloscopio Termómetro 0.1 °C Tubo de Kundt Amplificador de audio

Procedimiento y datos experimentales Equipo experimental Generador de señales osciloscopio Ch1 Ch2 X100 X1 X1k micro amplificador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Tubo resonante reóstato

Detección de nodos y antinodos en el osciloscopio

Medición de semilongitudes de onda - ------------- -------------------------------- 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Li

Tabla 1 1 3 V= f L = ( L1 + L2 + L3) = 2L f(Hz) L1(m) L2(m) L3(m) V(m/s) 700 900 1100 1300 1500 1 3 V= f L = ( L1 + L2 + L3) = 2L

Procesamiento y Análisis Gráfica  vs. f  (m) f (Hz)

Gráfica λ vs. 1 / f  (m) B = ….. A = ….. 1/f (s)

Velocidad del sonido Exp. Discrepancia porcentual Resultados Valor de A Valor de B Ec. Empírica  vs 1/f Velocidad del sonido Exp. Discrepancia porcentual Conclusiones Bibliografía