División:  4º 3º

Objetivo: - Determinar la velocidad de propagación del sonido en el aire.

Introducción al tema del Trabajo Práctico:

·       Interferencia: se produce interferencia cuando dos ondas de la misma naturaleza física e igual longitud de onda se superponen.

     Cuando la superposición es en concordancia de fase, o sea que coincide la cresta (o valle) de una  

     onda con una cresta (o valle) de otra onda, la interferencia es constructiva (se observa un refuerzo de

     la perturbación en la cuba de ondas); y cuando la superposición es en oposición de fase, o sea que

     coincide la cresta de una onda con un valle de otra onda, la interferencia es destructiva (se observa

     una disminución de la perturbación en la cuba de ondas) .

     Cuando la interferencia es constructiva la diferencia de caminos recorrida es un número entero de   

     longitudes de onda.

     Cuando la interferencia es destructiva la diferencia de caminos recorrida es un número impar de  

      medias longitudes de onda.

·       Resonancia: cuando un objeto recibe una perturbación sonora, con ondas cuyo sonido tiene la misma frecuencia que la del objeto, se produce una vibración del objeto. Si esta perturbación continúa, el objeto puede llegar a estallar.

Parte 1 :

Materiales utilizados:     Tubo de Quincke.

   0                               Generador de audio frecuencia.

                                   Parlante.

                                   Micrófono.

                                   Osciloscopio.

Procedimiento:

En esta parte del Trabajo Práctico buscamos determinar la velocidad de propagación del sonido en el aire por medio de la interferencia. Para comenzar se armó el siguiente dispositivo.                           

Este trabajo consistió en conectar el generador de audiofrecuencias al tubo de Quincke y luego este último al micrófono que estaba a su vez conectado al osciloscopio.

Posteriormente prendimos el generador de audiofrecuencias emitiendo éste una frecuencia conocida entre 20 Hz. y 20000. La onda sonora se propagaba por el tubo de Quincke, por M y N. Modificando D buscamos su longitud en la cual el osciloscopio nos mostrase que la onda propagada por M y la propagada por N interfirieran destructivamente (es decir en oposición de fase; se observaba una línea recta) Por tratarse de una interferencia destructiva, la diferencia de caminos (M-N=2 d) corresponde a una cantidad impar de medias l..Por lo tanto: 2d=(2n+1) l/2   d=l\4 (2N+1) . El menor valor de d con el cual obtuvimos una interferencia destructiva N= 0 (d= l/4) ; en el 2º,  N’=1 (entonces d= 3l/4) y en el tercero,  N’’ = 2 (d= 5l/4).

Conociendo los distintos valores de d repetimos este procedimiento dos veces más para diferentes frecuencias emitidas por el generador. Con los diferentes valores obtenidos p/l (correspondientes a una misma frecuencia) obtuvimos l promedio y sabiendo que V=l.f y conociendo la frecuencia emitida averiguamos su valor.

Con todos estos datos completamos la siguiente tabla:

Parte 2 :

Materiales utilizados:     Probeta.

                                   Ampolla.

                                   Diapasones de diferentes frecuencias.

Procedimiento:

Armamos el siguiente dispositivo:

Constamos de una probeta llena de agua. Podemos regular el  nivel de agua con la ampolla.

Hacemos vibrar un diapasón en el extremo abierto de la probeta y comenzamos a descender el nivel de agua hasta que encontramos la primera resonancia. Con una cinta métrica medimos la longitud del extremo sin agua.

Sabemos que para este caso, en un tubo cerrado la longitud que medimos será igual a l/4 - e (error de boca). Seguimos descendiendo el nivel de agua hasta que escuchamos la segunda resonancia y medimos la longitud del extremo sin agua. Sabemos que la longitud de medida será igual a  3 l/4 - e

Para averiguar la longitud de onda debemos eliminar el error de boca, lo que realizamos efectuando l 2 - l1 = (3 l/4 - e) - (l/4 - e ) = 3 l/4 - e - l/4 + e  = (3 l- l) /4 = 2l/4 = l/2

Como conocemos las longitudes averiguamos l. Hicimos la experiencia para tres diapasones de diferente frecuencia y volcamos los datos en una tabla:

En cada caso, conociendo l y la frecuencia (f) del diapasón averiguamos la velocidad de propagación del sonido en el aire (V=l.f). Luego sacamos, entre los tres datos, la velocidad promedio.

Conclusiones generales:

La velocidad de propagación del sonido en el aire es teóricamente 340 m./s. Al finalizar este T.P. obtuvimos un valor diferente para la velocidad del sonido. Al utilizar el tubo de Quincke el valor obtenido fue V= (365,28 m./s. ), la diferencia entre este valor y el teórico se debe a errores de medición y de reproducción de la frecuencia por medio del parlante y deformaciones del tubo . Usando el método de resonancia obtuvimos que V = (342,66 m./s.). En este caso la diferencia con el valor teórico corresponde también a errores en la medición y además a errores posibles en la determinación de la resonancias.

A pesar de que los valores de V difieren en la teoría y en la práctica, el valor obtenido en el T.P. se mantiene constante.