Experimento: ondas en cuerdas

Autor: S. Gil y E. Rodríguez.
Fuente: Física re-creativa.

Para cursos “un poquito” avanzados. El objetivo de este experimento es realizar un estudio experimental de ondas estacionarias en cuerdas con sus dos extremos fijos; estudio de los modos normales de vibración, frecuencias características; y determinación de la velocidad de las ondas en términos de la tensión y la densidad de la cuerda.
Se dispone de una cuerda cuya masa por unidad de longitud m es posible conocer. La Tensión de la cuerda T está determinada por el peso colgado en uno de sus extremos. Un generador de funciones excita un driver mecánico a la frecuencia determinada por el generador, que excita a la cuerda e la frecuencia f deseada.
La longitud de onda de cada modo está determinada por la longitud de la cuerda., ya que siempre la longitud L es igual a un numero entero de veces de medias longitudes de onda.
Explicar por qué es esto así. ¿Cómo se haría para conocer m en sus condiciones de trabajo?
Para un determinado valor de T y m determinar las frecuencias f para los primero 8 modos normales de excitación. Para cada modo determinar l y a partir de estos parámetros, calcular la velocidad v de la onda para cada modo. Graficar la velocidad de la onda en función del orden de cada modo.
¿Qué conclusión se obtiene?
Ahora bien. Para una dada cuerda, variar la masa m colgada en uno de los extremos de la cuerda.
Para cada valor de m, determinar la velocidad de la onda en la cuerda. Tomar al menos 6 valores de m. En cada caso determinar el valor de T y m. Graficar v versus T /m . ¿Qué conclusión se obtiene?
Cuando varía el peso m, se varía tanto la tensión T como la densidad de masa m.
Discutir ideas con el instructor y llevar adelante la medición de k. Luego comparar en un gráfico la relación encontrada experimentalmente entre v y m y en el mismo gráfico indicar la curva que se esperaría teóricamente para esta relación usando le expresión.

Contiene cálculos y fórmulas demostrativas.

Para descargar este experimento hacer clic aquí: http://www.mediafire.com/?9868o1a1b3330fb