PRÁCTICAS DE FÍSICA GENERAL
 

Departament de Física
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Guiones de prácticas del departamento de Física de la Universitat de les Illes Balears
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Fundamento teórico
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Ir a fundamento teórico Fundamento teórico El sonido es una onda de presión que se propaga en el aire a una velocidad de unos 340 m/s. Esta velocidad depende de la temperatura, pero no de la frecuencia.

El pitido generado por un altavoz conectado a un generador de funciones tiene una frecuencia f y una longitud de onda l y el producto
fl es igual a la velocidad de propagación de la perturbación. En esta práctica, se determinará la velocidad del sonido midiendo directamente la frecuencia y la longitud de onda de un pitido.

El dominio de frecuencias audibles por las personas está entre 20Hz y 20kHz. Los ultrasonidos son ondas con frecuencias superiores a 20kHz.
 
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Puesto que la velocidad no depende de la frecuencia y para no tener que oír el pitido del altavoz continuamente, se recomienda realizar la práctica con una onda de frecuencia superior a 20kHz.

La frecuencia del pitido se fija con el generador de funciones. El utilizado en esta práctica tiene una pantalla en la que se podrá leer el valor de la frecuencia directamente.

La señal eléctrica que alimenta el altavoz está en fase con la perturbación sonora y se puede visualizar con un osciloscopio. La fase de la perturbación cambia con el tiempo y con la distancia al altavoz. En cada instante, dos puntos equidistantes un múltiplo entero de longitudes de onda tienen la misma fase. Este hecho se utiliza para medir la longitud de onda: Un micrófono frente al altavoz capta el pitido y lo convierte en una señal eléctrica que se visualiza con el segundo canal del osciloscopio. Al alejar el micrófono del altavoz, la fase de las dos señales mostradas en la pantalla del osciloscopio cambia. Resulta especialmente fácil determinar en qué posiciones las dos señales están en fase. Por tanto, se trata de determinar la distancia entre dos posiciones que estén en fase porque ésta es igual a la longitud de onda del sonido.

Para reducir el error de la medición, conviene localizar posiciones que estén separadas varias longitudes de onda y no sólo una. Además, la medición se puede repetir con frecuencias distintas para obtener la velocidad del sonido como media de los valores medidos.

 
       

Información de la práctica: Antoni Amengual. Departament de Física. UIB. (Febrero 2003)
Diseño de las páginas: Antoni Amengual. Departament de Física. UIB. (Enero 2003)