domingo, 27 de febrero de 2011

Velocidad del sonido.

Objetivo: Determinar la velocidad del sonido por medio del fenómeno de la resonancia.

Introducción.

La velocidad del sonido es la velocidad de propagación de las ondas sonoras La velocidad del sonido varía en función del medio en el que se trasmite.
La velocidad de propagación de la onda sonora depende de las características del medio en el que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera. Su propagación en un medio puede servir para estudiar algunas propiedades de dicho medio de transmisión.
La velocidad del sonido varía dependiendo del medio a través del cual viajen las ondas sonoras.
La definición termodinámica de la velocidad del sonido, para cualquier medio, es a²=(dp/dρ)s es decir la derivada parcial de la presión con respecto de la densidad a entropía constante.
La velocidad del sonido varía también ante los cambios de temperatura del medio. Esto se debe a que un aumento de la temperatura se traduce en un aumento de la frecuencia con que se producen las interacciones entre las partículas que transportan la vibración, y este aumento de actividad hace aumentar la velocidad.
Por ejemplo, sobre una superficie nevada el sonido es capaz de desplazarse atravesando grandes distancias. Esto es posible gracias a las refracciones producidas bajo la nieve, que no es un medio uniforme. Cada capa de nieve tiene una temperatura diferente. Las más profundas, donde no llega el sol, están más frías que las superficiales. En estas capas más frías próximas al suelo, el sonido se propaga con menor velocidad.
En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos es mayor que en los gases. Esto se debe al mayor grado de cohesión que tienen los enlaces atómicos o moleculares conforme más sólida es la materia.
La resonancia es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de dicho cuerpo. En el cual una fuerza relativamente pequeña aplicada en forma repetida, hace una amplitud de un sistema oscilante se haga muy grande.
En estas circunstancias el cuerpo vibra, aumentando de forma progresiva la amplitud del movimiento tras cada una de las actuaciones sucesivas de la fuerza.
Este efecto puede ser destructivo en algunos materiales rígidos como el vaso que se rompe cuando una soprano canta y alcanza y sostiene la frecuencia de resonancia del mismo. Por la misma razón, no se permite el paso por puentes de tropas marcando el paso, ya que pueden entrar en resonancia y derrumbarse.
Una forma de poner de manifiesto este fenómeno consiste en tomar dos diapasones capaces de emitir un sonido de la misma frecuencia y colocados próximos el uno del otro, cuando hacemos vibrar uno, el otro emite, de manera espontánea, el mismo sonido, debido a que las ondas sonoras generadas por el primero presionan a través del aire al segundo.


Material:



- Probeta de vidrio












- Diapasones









- Flexometro








- Desarrollo.

- ¿Qué se hizo?
- ¿Cómo se hizo?
 

Electroscopio

El electroscopio es un aparato que permite detectar la presencia de carga eléctrica en un cuerpo e identificar el signo de la misma.
El electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de aluminio muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electrifica y las laminillas cargadas con igual signo que el objeto se repelen, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera y las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal.
Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.
Un electroscopio cargado pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su contenido en iones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos.

(Electroscopio casero).


domingo, 20 de febrero de 2011

Ondas mecánicas.

Objetivo: Identificar una onda mecánica, a través del sonido.

Introducción.

Una onda mecánica es una perturbación de las propiedades mecánicas (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga a lo largo de un material. Todas las ondas mecánicas requieren:
  1. Alguna fuente que cree la perturbación.
  2. Un medio que reciba la perturbación.
  3. Algún medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro.
El sonido es el ejemplo más conocido de onda mecánica, que en los fluidos se propaga como onda longitudinal de presión. Los terremotos, sin embargo, se modelizan como ondas elásticas que se propagan por el terreno. Por otra parte, las ondas electromagnéticas no son ondas mecánicas, pues no requieren un material para propagarse, ya que no consisten en la alteración de las propiedades mecánicas de la materia (aunque puedan alterarlas en determinadas circunstancias) y pueden propagarse por el espacio libre (sin materia).

Material:






* Vaselina                                                  
* Pila doble A (AA)
* Reloj despertador
* Placa de acrílico
* Manguera de hule
* Campana para vacío
* Esponja

Desarrollo.

* ¿Qué se hizo?

Identificar si se propago el sonido que producía el despertador cuando lo introducimos dentro de la campana para vacío.


*¿Cómo se hizo?

 Vertimos una cantidad generosa de vaselina alrededor de la campana para vacío.
Sobre la placa de acrílico pusimos la esponja y arriba de está pusimos el reloj despertador después pusimos la campana para vacío sobre la placa de acrílico, cuidamos que está sellara bien, la forma para verificar que sello bien era evitar canalitos y si se formaban burbujas estaba bien sellada esta operación la repetimos tres veces.
Por último tapamos la campana para vacío con la manguera de hule, después conectamos la manguera a un succionador de aire ya cuando succionaba todo el aire dejábamos que volviera a entrar el aire a la campana para vacío, esta operación la repetimos varias veces.

Análisis

Repetimos las operaciones varias veces y cada vez que sacamos el aire se perdía el sonido no escuchábamos absolutamente nada.


Conclusión.

El sonido requiere de un medio material para que éste se pueda propagar. 

Hipótesis:

¿Porque necesitamos una base de acrílico y una esponja?

Se requiere de la esponja porque es sólida y para que una onda se propague necesita de un medio material. La base tiene que ser de acrílico porque si no fuese así se tronaría por la fuerza de las ondas.