ACTIVIDAD 3.2 TUBOS SONOROS
TUBOS SONOROS
ACTIVIDAD 3.2
FECHA: 24/08/2020
ASIGNATURA: FÍSICA
GRADO: ONCE A, B, C
NOMBRE DEL ESTUDIANTE: _____________________________________________
GRUPO: _
DESARROLLO
DEL TEMA
TUBOS SONOROS
Los tubos sonoros aquellos que contienen una columna gaseosa
(columna de aire) capaz de producir sonido. 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.
TUBOS
CERRADOS
TUBOS ABIERTOS
VIBRACION EN LAS COLUMNAS DE AIRE CONTENIDA EN UN TUBO
Las columnas de aire contenidas en los tubos sonoros se comportan,
desde ciertos puntos de vista, como cuerdas musicales, por lo tanto, las
columnas de aire vibrantes poseen nodos, o sea puntos donde la vibración es
nula, y vientres, equidistantes de los anteriores, donde la vibración alcanza
su máxima amplitud.
La vibración de las columnas de aire es longitudinal; los nodos serán,
por tanto, puntos de condensación y los vientres puntos de dilatación o
rarefacción; en los extremos cerrados siempre se producen nodos y en los
extremos abiertos generalmente se producen vientres.
TUBO CERRADO
TUBO
ABIERTO
El punto de excitación no puede ser un nodo, pero no necesita ser
un vientre, pudiendo estar en un punto intermedio. No es necesario que las
aberturas de un tubo coincidan con los extremos, pudiendo éstos estar cerrados
y haber una o más aberturas en otras partes del tubo (la gaita).
Una columna de aire puede vibrar con toda su longitud o dividida
en segmentos iguales lo mismo que las cuerdas; en el primer caso se obtiene el
sonido llamado fundamental, y en los otros los armónicos: segundo, si la
columna vibra dividida en mitades; tercero, si vibra en tercios, etc.
Tomando como punto de partida el que, en los extremos de un tubo
abierto, sólo puede haber vientres de vibración, el tubo producirá su
fundamental cuando vibre con un nodo único en su centro. Cuando el tubo produce
su segundo armónico, producirá dos nodos y tres vientres; cuando produce su
tercer amónico, producirá tres nodos y 4 vientres, y así sucesivamente.
FORMULAS Y LEYES
Para tubo abierto: (Vibra con amplitud máxima)
Fn: nV/2L
·
Fn= Frecuencia fundamental (Hz)
·
n= N° de Nodos
·
L= Longitud (m)
·
V= Velocidad (V)
Para tubos cerrados: (Vibra con amplitud 0)
Fn: (2n+1) /4. L*V
·
Fn= Frecuencia fundamental (Hz)
·
n= N° de Nodos
·
L= Longitud (m)
·
V= Velocidad (V)
Las fórmulas obtenidas explican las denominadas leyes de
Bernoulli:
La frecuencia del sonido en un tubo es:
1.
Directamente proporcional a la velocidad del sonido vs en
el gas que contiene el tubo
2.
Inversamente proporcional a la longitud del tubo L
3.
En un tubo abierto, se puede producir el sonido que corresponde a
la frecuencia fundamental (n=1) y sus armónicos (n=2, 3, 4, ..)
4.
En un tubo cerrado, se puede producir el sonido que corresponde a
la frecuencia fundamental y los armónicos impares (2n+1=3, 5, 7, ...).
5.
En dos tubos idénticos y con el mismo gas, uno abierto y otro
cerrado, el abierto produce un sonido cuya frecuencia (fundamental) es el doble
que la del cerrado.
Leer más: https://fisica-en-la-web9.webnode.es/news/tubos-sonoros/
LINK EJEMPLO TUBO ABIERTO
EJEMPLO
calcular la frecuencia fundamental, en el segundo armónico
y tercer armónico del sonido emitido por un tubo abierto de longitud 250 cm
solución
Modelo analítico
DATOS
L = 250cm = 2.5m
V = 340 m/s
ECUACIÓN
F = nv/2L
La frecuencia fundamental o primer armónico (n = 1)
Reemplazando en la ecuación anterior se tiene:
n = 1 entonces F = 1 * 340/2(2.5) =68Hz
El segundo armónico seria
n = 2 entonces F = 2*68
= 136 Hz
El tercer armónico, n = 3 entonces
F = 3 * 68 = 204 Hz
Respuestas
LA FRECUENCIA FUNDAMENTAL
ES DE 68Hz
EL SEGUNDO ARMÓNICO ES DE FRECUENCIA 136Hz
EL TERCER ARMÓNICO ES DE
FRECUENCIA 204Hz
EJERCICIO 3.2
calcular la frecuencia fundamental, en el segundo armónico
y tercer armónico del sonido emitido por un tubo abierto de longitud 500 cm
NOTA: Observa que a los ejercicios
sólo se le cambió un dato. Para resolverlos, debes realizar el mismo
procedimiento reemplazando el dato que se modificó
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