1

Sonido en el aire

Karla Yali Sillas Montaño Jaime de Jesús Urzúa Orozco

13 de Marzo 2014

2

1 Introducción

El sonido es una onda mecánica que se propaga en el aire, para la cual todas las

frecuencias viajan a una velocidad c que depende directamente de la longitud de onda

y la frecuencia. Usando un osciloscopio y un sencillo arreglo experimental podemos

medir el recorrido de una onda emitida por una bocina a través del aire y que es

recogida por un micrófono, para tratar de encontrar la velocidad del sonido en el aire.

2 Objetivos

Medir experimentalmente la velocidad del sonido en el aire con el uso del osciloscopio

que nos permite visualizar una onda sónica emitida por una bocina y recibida por un

micrófono. Comprender que es una onda acústica

3 Esquema experimental y protocolo

Para realizar ésta práctica necesitamos:

-Un tubo hueco de acrílico

-Una bocina

-Un micrófono

-Un osciloscopio

-Un generador de frecuencias

-Diferentes cables eléctricos

El equipo utilizado se muestra en la figura1

Figura 1 equipo utilizado

3

A continuación colocamos la bocina en uno de los extremos del tubo de acrílico

conectada al generador de frecuencias, en el otro extremo del cual hemos conectado un

micrófono con objeto de percibir la onda sonora emitida como una señal eléctrica.

Figura2 montaje del equipo

Tanto la bocina como el micrófono se encuentran conectados al osciloscopio de manera

que es posible tener una visualización de ambas señales, la emitida y la transmitida en

forma de ondas, A continuación buscamos que dichas ondas estén en fase y anotamos

Tanto el numero de medición que corresponde como la frecuencia a la que ocurre

semejante coincidencia. La frecuencia se mide en Hertz

4 Mediciones Los resultados encontrados se tomaron en la tab1a 1

Tabla1 valores encontrados

número de medición frecuencia (Hz) ± 1.5

1 181.9

2 597.7

3 1003.6

4 1392.3

5 1680.5

6 2166

7 2503.5

La longitud del tubo es de 0.786 m ±0.007 y la temperatura del aire de 25.5o C ± 0.001

4

5 Análisis

A partir de la tabla 1 graficamos la frecuencia en que ambas ondas están en fase en

función del número de medición y luego realizamos un ajuste lineal de los datos

obtenidos con Wolfram Mathematica y la línea recta que mejor se ajusta a los datos es

aquella dada por y=384.939 X -178.971 . La gráfica y el ajuste lineal se

muestran en la figura 3

Gráfica 1

frecuencia (Hz)

1 2 3 4 5 6 7

500

1000

1500

2000

2500

Número de mediciones (n)

Figura3 mediciones y ajuste lineal de las mediciones obtenidas

A partir de la pendiente encontramos experimentalmente el valor de c=302.56 m/s

±0.01 mientras que el valor teórico esperado es de 347.42 m/s

5

6 Discusión

Realizamos siete mediciones con las ondas en fase, conociendo la n-ésima frecuencia fn para la cual las ondas están en fase por n-ésima vez. La pendiente de la gráfica entre fn

y n debe ser la velocidad del sonido en el aire entre dividido entre la longitud del tubo

en que se propaga. La incertidumbre en la medición del tubo a través del cuál se

propagan las ondas es alta debido a la forma del tubo que es irregular en los bordes,

pero ésta no afecta significativamente el experimento. La medición de las frecuencias

también tiene una incertidumbre relativamente alta.

7 Conclusiones

Pudimos observar gracias al osciloscopio, la propagación de una onda acústica en un

medio como el aire. Obtuvimos una relación lineal entre las ondas en fase y su n-ésima

frecuencia y el número n de mediciones realizadas. Encontramos un valor par la

velocidad del sonido en el aire inferior al valor teórico esperado.

Bibliografía

Manual de Laboratorio de medios continuos. Dra . Anne Cros