Ondas viajeras en una cuerda: velocidad, frecuencia y longitud de onda

1 · Predecir

Una cuerda sometida a tensión fija transporta una onda viajera. Si lo conduces a una frecuencia más alta, ¿qué sucede con la longitud de onda?

• La longitud de onda se acorta: la velocidad de la onda permanece fija, por lo que una frecuencia más alta reduce el patrón.
• La longitud de onda se alarga a mayor frecuencia.
• La longitud de onda no cambia con la frecuencia.

2 · Configurar

1. Abra el preajuste de onda viajera y presione Restablecer. La tensión de la cuerda (120 N) y la densidad lineal (0.01 kg/m) son fijas.
2. Habilite la lectura de longitud de onda en la cuerda.
3. Establezca la frecuencia de conducción para cada prueba y registre la longitud de onda una vez que el patrón sea estable.

3 · Recopilar Datos

Grafique la longitud de onda λ (eje y) frente a 1/f (eje x) para sus tres ensayos. ¿La recta pasa por el origen?

4 · Analizar

1. Para una prueba, calcule v = √(T/μ) usando T = 120 N y μ = 0.01 kg/m, luego λ = v/f. Compare ambos con la tabla.
2. La velocidad de la onda es la misma en las tres pruebas. Explique, usando v = fλ, por qué duplicar la frecuencia debe reducir a la mitad la longitud de onda.

5 · Ampliar

1. Si aumentaras la tensión de la cuerda en lugar de su frecuencia, ¿aumentaría o disminuiría la velocidad de la onda? ¿La longitud de onda a una frecuencia fija se alargaría o acortaría?
2. La velocidad de una onda depende del medio (aquí tensión y densidad lineal), no de qué tan rápido se agite la cuerda. Explique por qué la frecuencia y la velocidad de la onda son magnitudes independientes que usted fija por separado.

La física detrás de este experimento

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