VELOCIDAD DEL SONIDO1. OBJETIVOS.-Lograr determinar de manera experimental la velocidad del sonido cuando esta se encuentra en un medio cerrado2.- FUNDAMENTO TEORICO.-La velocidad del sonido es una propiedad del fenmeno fsico del sonido, se dice que el sonido es un fenmeno fsico debido a que resulta de la perturbacin de un medio y este genera un comportamiento ondulatorio, de esta forma se propaga hasta llegar a algn receptor, estas ondas son conocidas como ondas sonoras cuando resultan audibles, si estas ondas se propagan en un medio liquido o gaseoso se denomina onda acstica. Dos componentes bsicas del sonido son la longitud de onda y la frecuencia, la longitud de onda se puede describir de la siguiente manera: Cuando el tono o frecuencia subo o baja, el tamao de la onda varia, cuando la frecuencia baja la longitud de onda se alarga y cuando sube es ms pequea, existe una frmula que relacionan ambos componentes: (1)Donde es la longitud de onda, V es la velocidad del sonido y F es la frecuencia.

La velocidad del sonido vara segn el medio en el que se encuentre y as tambin segn la temperatura, la siguiente ecuacin muestra la relacin entre temperatura y velocidad del sonido: (2)Donde V es a velocidad del sonido, Vo es la velocidad del sonido a 0C (331.7 y T es la temperatura en grados Celsius. Es decir que la velocidad del sonido aumenta 0.6 veces por cada grado Celsius que aumenta la temperatura.3. PROCEDIMIENTO.-Para este laboratorio se us un generador de frecuencias, un osciloscopio y una cmara de resonancia en el cual se encontraba un parlante, un micrfono y una cinta mtrica milimetrada, el parlante se conect con el generador de frecuencias para que este emita un sonido y que sea captado por el micrfono a una cierta distancia, el parlante tambin se conect en paralelo mediante un cable coaxial al osciloscopio para poder realizar la lectura respectiva, al momento de realizar la lectura con el osciloscopio se observaron dos ondas, una onda tipo cuadrtica y la otra sinusoidal, manejando el osciloscopio se logr observar ambas ondas como una captura de pantalla y se calcul la variacin del periodo, el periodo se calcul manejando tambin el osciloscopio moviendo dos ejes al final y al inicio de los picos de las ondas (Ver figura 3) procedimos a la toma de datos repitiendo esta prctica 10 veces para diferentes distancias.

Figura 1 Materiales usados para la prctica de velocidad del sonido

Figura 2 Manejo del osciloscopio al momento de medir la variacin del periodo.

Figura 3 Representacin grafica de las ondas y de la variacin del periodo observado en el osciloscopio

4. DATOS.-Amplitud = 10HzOnda tipo cuadrticaTabla 1 - Toma de datos Distancia - PeriodoNX (cm)T (s)

115472x10-6

220616 x10-6

325756 x10-6

430910 x10-6

5351.040 x10-3

6401.190 x10-3

7451.330 x10-3

8501.470 x10-3

9551.610 x10-3

10601.76 x10-3

Tabla 1 Esta tabla consta de tres columnas, la primera es la numeracin del experimento, la segunda columna es la distancia entre el parlante y el micrfono y la ltima columna es el periodo obtenido para dicha distancia

5 ANLISIS DE DATOS5.1 Tabla 2 Resumen de datosNX (m)T (s)

10.150.000472

20.20.000616

30.250.000756

40.30.00091

50.350.00104

60.40.00119

70.450.00133

80.50.00147

90.550.00161

100.60.00176

Tabla 2 Esta tabla es un resumen de la tabla dos, son los mismos valores de distancia y periodo con la excepcin de que la distancia se encuentra en metros y de que el periodo se encuentra sin notacin cientfica

5.2 Analoga MatemticaPara la analoga matemtica usaremos la ecuacin cinemtica de movimiento uniforme ya que intentamos calcular la velocidad del sonido, donde la velocidad es constante.

Donde v es la velocidad, t es el tiempo y x la distancia.Continuando con la analoga tenemos que:Donde y=x, B=v y x=t.

5.3 Grfica Experimental

Grfica 1 - Grfica experimental Distancia - Periodo

Grfica 1 En esta grafica podemos observar los datos de la tabla 2. En el eje y se encuentra la distancia en metros y en el eje x se encuentra la variacin del periodo en segundos adems de la ecuacin y del valor de R

5.4 Resultados de la regresinLa constante A representa la interseccin con el eje vertical y su valor es:A = -0.0133 0.008 La constante B representa la pendiente de la ecuacin y su valor es:

B = 350.67 7.12La constante R es el coeficiente de regresin y su valor es:

R = 0.998

5.5 Interpretacin de los resultadosLa constante A experimentalmente es el error al inicio de la toma de datosA = -0.0133 (m) 0.008 (m)La constante B es la pendiente siendo en este caso la velocidad del sonido.B = 350.67 7.12 La constate R nos indica que los datos se ajustan a la recta en un 99,8%

5.6 Comparacin de resultadosPara poder obtener un valor terico de la velocidad del sonido en el momento que se realiz la prctica se usara la ecuacin (2) vista en el fundamento terico. La temperatura en el momento de la realizacin de la prctica fue de 21,3CTabla 3 Comparacin de ResultadosTerico Experimental% de error

344.48350.671.77%

Tabla 3 Esta tabla es una comparacin entre el valor terico y el valor experimental, hallado en el laboratorio, de la velocidad del sonido.

6 CONCLUSIONES En este laboratorio se logr hallar de forma experimental la velocidad del sonido, obteniendo un resultado de 350.67 con un porcentaje de error de 1.77% en relacin al valor terico de la velocidad del sonido que tiene un valor de 344.48. Nuestros datos se ajustaban a la recta en un 99,8% un porcentaje satisfactorio en cuanto a la toma de datos. En este laboratorio tambin se observ el uso de un osciloscopio y un generador de funciones, su pudo ver el funcionamiento de ambos y fueron usados para la realizacin de esta prctica. El objetivo se cumpli con xito. Podra sugerir el uso de un parlante ms potente ya que el parlante que usado solo soportaba hasta 10 Hz y no se poda escuchar el sonido emitido por el parlante a cierta distancia y as tambin poder obtener ms datos para un clculo ms preciso.

7 BIBLIOGRAFIAhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujodegases/velocidaddelsonido/velocidadsonido.htmlhttp://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070709144001AA0NAxghttp://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20121201161815AAvtZfCGua de Laboratorio Fsica II