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CUBETA DE ONDAS

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by

Andrea Pombo Sierra

on 8 November 2013

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CUBETA DE ONDAS
OBJETIVOS
Diseñar una cubeta de ondas para aprender y analizar más a fondo todo lo relacionado sobre el comportamiento de las ondas mecánicas en fluidos

OBJETIVOS ESPECIFICOS
*Determinar los factores que influyen en la propagación de las ondas mecánicas en fluidos.
*Crear un dispositivo que nos permita observar acerca de cómo es el proceso de la propagación de las ondas.
*Identificar los elementos necesarios para la elaboración de la cubeta de ondas.
*Estudiar todos aquellos fenómenos que podemos observar cuando esté en funcionamiento; propagación, reflexión, refracción y absorción de ondas.

ONDA MECÁNICA
Es una perturbación de las propiedades mecánicas de un medio material (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga en el medio. Al viajar la onda por el medio, las partículas que constituyen el medio sufren desplazamientos de varios tipos, dependiendo de la naturaleza de la onda
. Todas las ondas mecánicas requieren alguna fuente de perturbación, un medio que pueda ser perturbado, y algún medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro

REFRACCIÓN Y REFLEXIÓN DE ONDAS
Cuando una onda que avanza a cierta velocidad por un medio homogéneo llega a una superficie que separa Dicho medio de propagación de otro distinto, ocurren simultáneamente, en mayor o menor medida, dos fenómenos Ondulatorios básicos, consistentes en la desviación de la dirección de propagación de la onda:
En la reflexión, la onda continúa propagándose en el mismo medio de donde proviene, pero con distinta dirección y sentido. En la refracción, la onda cambia de medio de propagación, produciéndose un cambio de dirección al pasar oblicuamente al nuevo medio, al propagarse en él con diferente velocidad.

DIFRACCIÓN
Es un fenómeno típicamente ondulatorio que se produce cuando una onda modifica su dirección de propagación al encontrarse con aberturas u obstáculos cuyo tamaño es del mismo orden que el de su longitud de onda. Los puntos del frente de onda que no son tapados por el obstáculo se convierten en centros emisores de nuevos frentes de onda, según el principio de Huygens, logrando la onda atravesar el orificio o bordear el obstáculo y propagarse detrás del mismo. Este hecho permite que la onda llegue a puntos situados tras aberturas u obstáculos, algo inimaginable en el mundo de las partículas.
INTERFERENCIA
Se denomina interferencia a la superposición o suma de dos o más ondas. Dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias:
Constructiva: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.
Destructiva: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.

CUBETA DE ONDAS
El principio de Huygens es un método de análisis aplicado a los problemas de propagación de ondas. Afirma que todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden.
Esta visión de la propagación de las ondas ayuda a entender mejor una variedad de fenómenos de onda, tales como la difracción.
PRINCIPIO DE HUYGENS
Nuestro proyecto está basado en la creación de una cubeta de ondas, que es un dispositivo empleado en experimentos relacionados con la propagación de ondas en un medio líquido, preferentemente agua con detergente (para disminuir la tensión del fluido).Para disponer de una cubeta para ondas se puede utilizar un recipiente rectangular de unos 30 centímetros de lado, más de 10 centímetros de altura y base relativamente plana, Llenando con agua hasta un nivel de poco menos de 1 centímetro de altura donde se pueden observar de una manera perfecta las ondas que se generan en su superficie al tocarla
DESCRIPCION Y FUNCIONAMIENTO
Para generar ondas periódicas en una cubeta, fabricaremos un vibrador colocando un pequeño motor eléctrico-Al hacer funcionar el pequeño motor, todo el sistema vibrará. La frecuencia de estas vibraciones se ajusta regulando el voltaje de alimentación del motor.
Pondremos obstáculos para observar que sucede con las ondas al momento de chocar con este.


MATERIALES
Los materiales necesarios son:
Cubeta de vidrio, base, Vibrador o motor eléctrico, Baterías, barras, Espejo, Alambres. Utilizaremos aceite y detergente cuando pongamos en funcionamiento la cubeta.
MONTAJE Y PROCEDIMIENTO
Primero que todo necesitamos la cubeta de vidrio que este en perfecto estado.
Necesitaremos una lámpara que sea de un tamaño mayor a la base para que se pueda observar bien en un espejo que colocaremos en el suelo todo lo que realizaremos en la cubeta.
Colocaremos un motor que dependiendo al voltaje que suministre causara la vibración y generara las ondas en el líquido.
Cuando ya tengamos todos nuestros elementos listos se procederá a montar la cubeta sobre la base y en la cubeta hacer un mecanismo, de tal manera que la lámpara quede cerca de la cubeta.
Cuando ya esté todo listo, hacemos los procesos experimentales con distintos tipos de líquidos como aceite, agua, agua con jabón.

*SERWAY, Raymond, JEWETT, John W. Física para ciencias e ingenierías. Volumen I. 6ta edición. Editorial Thomson. Págs. 487-488
*Física virtual al alcance de todos [Web en línea] Disponible en: http://www.fisvir.com/index.php?option=com_content&view=article&id=80:caserointerdifraccion&catid=28:capitulo-2-ondas-mecanicas&Itemid=44 Consultado: 29 de Agosto de 2013
*Ono [Web en Línea] Disponible en: http://webs.ono.com/mariadoloresmarin/PDF/F2b_12_VO_MO.pdf Consultado: 2 de Octubre del 2013.
*Física 11-2G2 [Web en Línea] Disponible en: http://fisica11-2g2.wikispaces.com/cubeta+de+ondas Consultado: 2 de Octubre del 2013.
*Fenómenos ondulatorios [Web en línea] Disponible en: http://fenomenos-ondulatorios.globered.com/ Consultado 29 de Septiembre de 2013.
*Astro [Web en línea] Disponible en: http://www.astro.ugto.mx/~papaqui/ondasyfluidos/Tema_1.01-Tipos_de_Ondas_Mecanicas.pdf Consultado 29 de Septiembre de 2013.

BIBLIOGRAFÍA
GERMAN GONZALEZ
LEONARDO MEZA
ISRAEL PEDROZA
ANDREA POMBO
RELACION DEL PROYECTO CON
NUESTRA VIDA PROFESIONAL
Cuando en nuestra vida diaria nos
enfrentamos con fenómenos ondulatorios
muchas veces no sabemos que es lo que verdaderamente sucede, con el estudio de las ondas mecánicas en fluidos podemos saber que implementar si cuando en nuestra vida profesional necesitemos obstruir el paso de agua, sabremos que puede contrarrestar las ondas de estas o por el contrario si queremos una propagación de las ondas.
la relación que tiene dicha cubeta de ondas con la ingeniería de sistemas es que todas estas ondas mecánicas efectuadas están contenidas en un sistemas que trabajan entre si dando a cabo una función o una demostración visual por medio de la reflexión, refracción, difracción entre otras.
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