Determinación de la velocidad del sonido en el aire

Mediante un applet vamos a simular un experimento simple de medida de la velocidad del sonido en el aire.

sonido1.gif (4216 bytes) Un diapasón es una varilla metálica en forma de U. El sonido emitido por el diapasón contiene una sola frecuencia que viene grabada en este dispositivo.

Conocida la frecuencia del diapasón se puede determinar la velocidad de propagación del sonido en el aire, mediante el dispositivo esquematizado en la figura. Disponemos de un recipiente de agua cuyo nivel podemos graduar. Situamos el diapasón muy cerca del recipiente y lo hacemos vibrar.

Hacemos descender el nivel del agua hasta que se perciba resonancia, es decir, una intensidad del sonido máxima.

Medimos la longitud L de la parte vacía y con estos datos se puede calcular la velocidad de propagación del sonido en el aire.

Para comenzar pulsarás el botón de abajo y entrarás en la página que contiene el applet. El applet está en el final de dicha página.

En una lista desplegable puedes elegir uno de los diapasones de que disponemos (256 , 322, 384, 440, 512 y 1000 Hz)

Después de elegir diapasón pulsa siempre el botón nuevo

Mediante el punto rojo (arrastrándolo con el ratón) irás bajando lentamente el nivel del agua hasta que se produzca la primera resonancia, lo notarás porque aparece representada en rojo la onda estacionaria correspondiente. Si sigues bajando encontrarás la segunda resonancia.

Siguiendo este proceso completarás la siguiente tabla:

Frecuencia
Hz
Longitud de tubo  en que se produce la 2ª resonancia Longitud de onda  Velocidad del sonido 
256      
322      
384      
440      
512      
1000      

En primer lugar irás anotando las longitudes del tubo vacío que dan lugar a la segunda resonancia, completando así la segunda columna de la tabla.

A continuación teniendo en cuenta que los tubos con un extremo cerrado y otro abierto producen resonancia cuando su longitud es un múltiplo impar de la cuarta parte de la longitud de onda:

L = l/4, 3l/4, 5l/4, 7l/4, ....

Vemos que la segunda resonancia se produce cuando L = 3l/4 y por tanto podemos calcular la longitud de onda despejando: l = 4 L/3, de esta forma podemos completar la tercera columna de la tabla.

Por último, teniendo en cuenta que la velocidad de propagación de una onda es igual al producto de la longitud de onda por la frecuencia calcularás la velocidad del sonido en cada caso.

De los seis valores del sonido que obtienes puedes prescindir del mayor y el menor y calcular el valor medio de los otros cuatro  para procurar disminuir el posible error.

Para acceder al applet y comenzar la práctica pulsa el siguiente botón: