Septiembre 17-18, Opción A

a)      ¿Qué es una onda estacionaria? Explique qué condiciones deben cumplirse para que se forme una onda estacionaria en un tubo con los dos extremos abiertos a la atmósfera

Tenemos un tubo de longitud L = 1,7 m que tiene los dos extremos abiertos a la atmósfera.

b)      Calcule las dos frecuencias de excitación sonora más bajas que producirán ondas estacionarias en el tubo.

c)      Represente para cada una de las frecuencias anteriores la onda estacionaria que se forma en el tubo, señalando la posición de los nodos y vientres que aparecen.

Dato: velocidad del sonido en el aire, v=340 m/s.

SOLUCIÓN

 a)      Ver Septiembre 09-10,Opción B

 b)      Para calcular las frecuencias solicitadas debemos recordar que en un extremo abierto debe haber un vientre y que la distancia entre dos vientres consecutivos es λ/2.

Así, en este caso, el primer armónico deberá cumplir que existen sendos vientres en cada extremo, por lo tanto un nodo en el punto medio, y que la longitud del tubo debe ser idéntica a la mitad de la longitud de onda correspondiente.

La siguiente frecuencia corresponderá a la existencia de 2 nodos en el interior del tubo y 3 vientres (uno en cada extremo y otro en medio), luego:

Que como podemos ver es el doble de la frecuencia anterior (2º armónico)

c)