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Responsables:
Juan Alonso Dehesa
Jorge Barrio Gómez De Agüero
José Rubio Lozano
M.ª José Vila Gómez
Centro:
IES Vega del Jarama (San Fernando de Henares)
Fuente: VII Feria Madrid por la Ciencia 2006
Dirigido a: Bachillerato y Público en general
Materiales
Programa de generación de tonos acústicos.
Amplificador.
Altavoz.
Tubo de cobre de 2,5 m y 28 mm.
Membrana de papel.
Bombona de gas butano.
Tubo flexible de conducción de gas.
Llave reguladora del flujo de gas.
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Fundamento científico
En la experiencia presentada logramos establecer ondas sonoras estacionarias en el interior
de un tubo de cobre lleno de gas butano. Dichas ondas se hacen visibles por las diferentes
alturas alcanzadas por las llamas que salen a través de pequeños orificios practicados
en el tubo y que dibujan la onda estacionaria con sus nodos y vientres alternados.
Desarrollo
Las ondas estacionarias se producen cuando un tren de ondas se propaga en un medio finito
(limitado). En ese caso, la onda reflejada en el límite y la incidente se superponen en el
mismo medio. A determinadas frecuencias, el resultado de dicha superposición es una
onda confinada, de apariencia estática, donde unos puntos no oscilan (nodos) y otros lo
hacen con máxima amplitud (vientres) y que recibe el nombre de «onda estacionaria».
Las frecuencias a las que esto ocurre guardan relación con la velocidad de propagación de
la onda en el medio y la longitud entre sus límites.
En la experiencia que presentamos, la combustión del gas a través de orificios practicados
cada 2 cm da lugar a las llamas que se aprecian. Un altavoz unido a un amplificador emite
una señal acústica de determinada frecuencia que pone en vibración una membrana de
papel en un extremo del tubo. La vibración de dicha membrana transmite la onda sonora
al interior del tubo de gas.
La onda estacionaria que se establece se hace visible por la diferente altura que alcanzan
las llamas a lo largo del tubo. Como puede apreciarse en la fotografía, las llamas dibujan
perfectamente la onda estacionaria que se ha producido. Las diferencias de altura de las llamas
se deben a la formación de regiones alternadas de alta y baja presión de gas en el interior
del tubo.
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