Informe de Sonido.docx

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE FÍSICA

DOCENTE: ESTUDIANTE: DÍA: HORARIO:

Semestre I/2015 Ing. Juan Carlos Vargas Medina Calle Álvaro Viernes 06:45 - 08:15

Cochabamba-Bolivia

SONIDO OBJETIVOS. Determinar la frecuencia de diferentes fuentes de sonido, como ser: diapasones, voz humana, celulares.  Estudiar cualitativamente el fenómeno de superposición de dos ondas de sonido  Obtener la rapidez de propagación del sonido en el aire V ±σv

FUNDAMENTO TEÓRICO.El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras consistentes en oscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal. El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden ser transmitidas a través de diversos medios elásticos, entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. Reflexión del sonido Una onda se refleja (rebota al medio del cual proviene) cuando se encuentra con un obstáculo que no puede traspasar ni rodear.

Características El tamaño del obstáculo y la longitud de onda determinan si una onda rodea el obstáculo o se refleja en la dirección de la que provenía. Si el obstáculo es pequeño en relación con la longitud de onda, el sonido lo rodeara (difracción), en cambio, si sucede lo contrario, el sonido se refleja (reflexión).

Si la onda se refleja, el ángulo de la onda reflejada es igual al ángulo de la onda incidente, de modo que si una onda sonora incide perpendicularmente sobre la superficie reflejante, vuelve sobre sí misma. La reflexión no actúa igual sobre las altas frecuencias que sobre las bajas. La longitud de onda de las bajas frecuencias es muy grande (pueden alcanzar los 18 metros), por lo que son capaces de rodear la mayoría de obstáculos; en cambio las altas frecuencias no rodean los obstáculos por lo que se producen sombras detrás de ellos y rebotes en su parte delantera. Cuerdas Sonoras La frecuencia de vibración de una cuerda sonora es directamente proporcional a la √ de la tención e inversamente proporcional a su longitudinal a la √ de la masa por unidad de longitud. f= n/2Z √t/μ

Tubos Sonoros: Se llaman tubos sonoros aquellos que contienen una columna gaseosa (columna de aire) capaz de producir sonido al ser convenientemente excitada. El cuerpo sonoro es la columna gaseosa, y no el tubo que la contiene; en efecto, éste tiene la importante función de definir la forma de aquella pero fuera de esto, influye relativamente poco

sobre los fenómenos sonoros. Los tubos sonoros pueden ser cerrados, es decir, que poseen una sola abertura y tubos abiertos, que poseen dos o más.

MATERIALES.     

Sensor de sonido vernier (micrófono) Diapasones Cajas de resonancia Regla o flexometro Fuentes de sonido Martillo de goma

REGISTRO DE DATOS.TIPO DE

t0

(s)

t f (s)

PERIODO

FUENTE Diapason 512 Hz

0,05399

Diapason 440 Hz

0,001540 8

0,0038077

Diapason 2000 Hz

0,001058 5

0,0015891

Voz humana

0,005978 0 0,002071 4

0,017698

0,012

0,01056

8,49 ×10

Celular

0.0073285

FRECUENCIA

(s) 1,929

OBS.

(Hz) 518,35

Caja de resonancia

×10−3 2,267 ×10

441,13

Caja de resonancia

1884,659

Sin caja de resonancia

85,32

varon

117,81

Musica cristiana

−3

5,306 −4

×10

−3

PARA SUPERPOSICION DE ONDAS TIPO DE FUENTE

t0

tf

Y min

Y max

Y(t=0)

ω

A

440 Hz 512 Hz SUPERPOSICION

0,0024090 0,0049652 0,010415

0,0046758 0,0068944 0,012682

2,303 2,574 2,514

3,066 2,790 2,855

3,044 2,574 2,844

2771,83 3256,88 2771,58

Velocidad de sonido Donde la longitud del tubo es: L=( 106 ± 0.1 ) [ cm ]

t0

[s] −5

4,57 ×10

tf [s]

∆t [s]

0,060745

6,03 ×10

v −3

[ ] m s

351

0,0056404

−3 5.59 ×10

378,93

0,00019040

0,0058816

5,69 ×10

−3

372,58

0,0037112

0,0097400

−3 6,03 ×10

351,57

0,0053510

0,011669

−3 6,318 ×10

335,55

0,0049652

−3 6,212 ×10

341.27

−5 4,57 ×10

−5 4.5713 ×10

Donde: V=

∆S 2L →V= ∆t T´

V =355 .5[m/ s ]

0,3815 0,108 0,1705

L ∆¿ ¿ T´ ∆¿ ¿ ¿ σ V =√ ¿

∆ L=

∂V 2 ∗σ L = ∗σ L ∂L T´

∆ T´ =

∂V −2 ∗σ T´ =−2 L T´ ∗σ T´ ´ ∂T

2 ∗σ L T´ ¿ ¿ −2 L T´ −2∗σ T´ ¿2 ¿ σ V =√ ¿ σ V =10.5162

 V = (355.5 ± 10.5) [ m/s ] ; 2.95%

RESULTADOS.Diapasón 1: 

Y =0,3815 sin ( 2771,83 t+3,044 )

Diapasón 2:



Y =0,108 sin ( 3256,88 t+2,574 )

Velocidad del sonido:  V = (355.5 ± 10.5) [ m/s ] ; 2,95%

CUESTIONARIO.1.- ¿Consiguió una buena aproximación para la superposición de ondas sonoras? R. Si, se aproximo. 2.- ¿Qué dificultades observo en la obtención de la velocidad del sonido?, ¿Afectan esas dificultades a los resultados obtenidos? R. Se observo que el tubo se encontraba roto en las paredes laterales y pegado con cinta de ciba (pero no del todo), lo que afecta en los resultados. 3.- ¿Por qué es importante activar la opción disparo en el programa LoggerPro, en la medición de la velocidad del sonido? R. Porque nos da diferencial de tiempo necesario para capturar los datos por el programa.

4.-¿Existe alguna diferencia, si al cerrar el tubo de resonancia en un extremo utiliza la mano, el piso o algún otro objeto? R.

CONCLUSIONES  Una vez terminado el experimento se logro determinar las frecuencias de las diferentes fuentes de sonido, además se verifico la superposición de ondas cuantitativamente y cualitativamente , a su vez se determino la velocidad del sonido con un valor de confianza del 97.05%

RECOMENDACIONES  Para obtener mejores resultados se recomienda cambiar el tubo de vidrio.

BIBLIOGRAFIA

 Texto de laboratorio de Física básica 102 FCYT UMSS  Resnick-Halliday-Krane 5ta edición