Ondas sonoras, shfids ksfds  nfdsnf ksnf s fmd skjdf dm,kjd f,dsn ds , Otro de Física. Universidad Nacional Autónoma de México
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Escrapi11 de mayo de 2017

Ondas sonoras, shfids ksfds nfdsnf ksnf s fmd skjdf dm,kjd f,dsn ds , Otro de Física. Universidad Nacional Autónoma de México

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Ondas sonoras. kjsfiksnfisdhfd nsdfkksfkmdkm n sjfk sadhbsafjbsakjfbsiafbafbsjakasdasbAJKN JJKNDKJSABC SCB VADBJSBJSABFJASBFKSAJBFSAKNGFKDSLGNLDGKDFNHFKJSD JA KSJAFB FKSAF ASKFN CFKJS SA,F SM,C JK SA,FNAS KJF FSAKF...
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UNAM

Escuela Nacional de Estudios Superiores

Unidad Morelia

Ciencia de Materiales Sustentables

Laboratorio interdisciplinario II: Física

Práctica 2: Medición de la densidad de sólidos y principio de Arquímedes

• Carrillo Ricci Sof

ia

• Damián Rojas Karen

• Hernández Cabrera Sara Lizbeth

• Macouzet Mora Yolanda

INTRODUCCIÓN

Llamamos sonido a la propagación de ondas mecánicas longitudinales, vibraciones, sobre un medio que puede ser sólido, liquido o gaseoso; dicho medio sufre una seria de compresiones y dilataciones en la misma dirección en la que se propaga la onda, es decir el medio es afectado por un foco que vibra mientras se mueve, lo que provoca cambios periódicos de presión a lo largo del medio por el cual se propaga. Al ser evaluado por el ser humano se dice que es una onda es sonara cuando es percibida por el sentido auditivo, esto ocurre cuando la frecuencia de oscilación está entre 16 y 20.000 Hz (muchas personas comienzan a no oír a partir de 15.000 Hz). Las frecuencias más bajas que las audibles se llaman infrasonidos, y a las frecuencias más altas que las audibles se llaman ultrasonidos. Por lo tanto, requiere de una fuente emisora, un medio transmisor, y un receptor o detector de sonidos (Figura 1).

Figura 1 Ya que el sonido se propaga por medio de la interacción de las moléculas este obtiene mayor velocidad en los medios más rígidos, es decir es mayor en los sólidos que en líquidos y a su vez que los gases, por lo que su velocidad no depende de su intensidad o sus cualidades, sino únicamente del medio de propagación y de la temperatura del mismo .

El sonido tiene varias cualidades:

Intensidad: Los sonidos pueden clasificarse en fuertes o débiles, según su intensidad sea elevada o baja. El oído humano puede detectar sonidos cuando la I es de al menos 10-12 W/m². Sonidos con intensidad igual o superior a 1W/m² son audibles, pero provocan dolor en los oídos.

Tono o altura: de un sonido indica si este es alto (agudo, muchas vibraciones por segundo) como el de un violín o bajo (grave, pocas vibraciones por segundo) como el de un tambor. Cuanto más baja sea la frecuencia más bajo será el tono y viceversa.

Timbre: Permite distinguir entre dos sonidos ya que normalmente, los sonidos no son puros, es decir, las ondas no son perfectamente sinusoidales sino que tienen unas característica especifica que lo diferencian de las demás. El timbre depende de la forma de la onda.

En la siguiente tabla se ejemplifica en que momentos se tiene cada una se las intensidades del sonido: Nivel de

intensidad (dB)

Intensida d

(W/m²)

Sonido

0 10-12 Umbral de audición 10 10-11 Susurro de las hojas 20 10-10 Cuchicheo (a 1 m de distancia) 30 10-9 Casa tranquila

40 10-8 Casa normal, oficina tranquila 50 10-7 Oficina normal 60 10-6 Conversación normal, tráfico normal 70 10-5 Oficina ruidosa, calle animada 80 10-4 Tráfico intenso, comedor escolar 90 10-3 Ferrocarril subterráneo 100 10-2 Taller de maquinaria, discoteca 120 100 Taladro neumático (a 2 m de distancia),

avión despegando; umbral del dolor 140 10² Avión a reacción (a 30 m de distancia)

MATERIAL

Cantidad Nombre de equipo Imagen Uso 1 Tubo

(A)

Propagación de ondas con respecto a la distancia de amplificador de sonido.

1 Bocina (Altavoz)

(B)

Emitir sonidos

1 Sensor

(C)

Informar la temperatura en el ambiente

1 Computadora

(D)

Recopilación de resultados y transporte de frecuencia

1 Interfaz

(E)

Permite la conexión de la computadora, interfaz y equipo.

(A) Empaque internacionales, http://empaquesinternacionales.com/producto/tubo-de-carton/.

(B) Exa-ris electrònica, http://e-xaris.net/audio-profesional-y-djs/330-bocina-para-bafle-audiobahn-ideal-para-encajonar-18- in-800w-rms-xaris.html

(C) 3B Scientific, https://www.a3bs.com/sensor-de-temperatura-pt100-u11330-3b-scientific,p_559_834.html

(D)Definiciòn, https://definicion.mx/computadora/.

(E)Sonicplus, http://www.futuremusic-es.com/interfaces-de-audio-los-mejores-modelos-de-2014/.

MÉTODO

1) Al montar todo el equipo y después de haber verificado su utilidad y seguridad, comencemos con la práctica correspondiente. Cada integrante del equipo deberá tomar posesión de un lugar, para hacer más práctico el trabajo y tener una eficiencia mayor.

2) Asignar diferentes longitudes y verificar el punto más grave o agudo dependiendo lo que pida el profesor. De igual manera se tendrá que cambiar la frecuencia desde la computadora.

3) Mínimo 3 resultados diferentes para hacer el promedio. Pero antes de ello se tendrá que hacer prueba y error del experimento.

4) Anotar observaciones y resultados.

DATOS

f [Hz] Distancia de nodos [cm] Distancia de nodos [m]

261.626 0.3 0.95 30 95

293.665 0.256 0.836 25.6 83.6

329.628 0.233 0.734 1.253 23.3 73.4 125.3

349.228 0.194 0.684 1.174 19.4 68.4 117.4

391.995 0.171 0.603 1.047 17.1 60.3 104.7

440 0.145 0.525 0.925 14.5 52.5 92.5

493.883 0.114 0.483 0.804 11.4 48.3 80.4

Tabla 1. Posición de los nodos

λ [m] v= λ f [m/s] V del sonido a 20°C [m/s]

0.65 340.1138 343 0.58 340.6514 0.51 336.22056 0.49 342.24344 0.43 337.1157 0.39 343.2 0.34 335.84044

Promedio 339.3407629 Desviación estándar

2.960107902

% de error 1.066832986 Tabla 2. Velocidad del sonido

log f [Hz] log λ [m]

2.417680901 0.38339898 2.467852189 0.392319144 2.518024095 0.401059882 2.543109057 0.405364985 2.593280528 0.413849499 2.643452676 0.42217154 2.693624078 0.430336985

ANÁLISIS DE DATOS

De acuerdo a las tablas, se tiene que el porcentaje de error fue de aproximadamente 1.06%, un porcentaje muy pequeño si se toma en cuenta que la temperatura dentro del laboratorio no era de 20 °C con exactitud, Los datos obtenidos de la velocidad del sonido fueron casi constantes, con una desviación estándar de 2.96. Lo anterior se puede corroborar mediante la gráfica, ya que al hacer el ajuste lineal la pendiente fue de 0.9997.

CONCLUSIONES

Con ayuda del equipo del laboratorio y a lo largo de esta práctica logramos identificar las longitudes de onda de las distintas frecuencias que utilizamos. Además, a partir de los resultados que obtuvimos, fuimos capaces de calcular la velocidad del sonido en el aire.

Podemos darnos cuenta de que, gracias a los resultados que se tienen, logramos obtener datos sumamente similares a los teóricos, lo que significa que las pruebas que realizamos fueron bastante acertadas a la realidad. Esto se puede comprobar debido a que el margen de error nos dio un número muy pequeño, lo que significa que el resultado práctico fue muy cercano al teórico.

REFERENCIAS

• http://www.fisicanet.com.ar/fisica/sonido/ap03_sonido.php • http://ibero.mx/campus/publicaciones/fisica/pdf/14ONDASmecanicas.pdf • http://www.cch-sur.unam.mx/guias/experimentales/fisicaII.pdf

Tabla3. Ajuste lineal log-log

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