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Video: Velocidad del sonido

El experimento del tubo de Kundt nos permite estudias las ondas estacionarias sonoras.

Recordemos que una onda estacionaria es la suma de dos ondas progresivas de la misma frecuencia y de la misma amplitud, pero que se propagan en direcciones opuestas.

La onda resultante se parece más a una simple vibración que a una onda, pero se trata en efecto de una superposición de ondas.

El sonido es una onda longitudinal, es decir, la perturbación sufrida por las moléculas de aire es paralela a la dirección de propagación de la onda.

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La curva “s de x, t” mide esta perturbación.

Podemos leer en ella, en ordenada, el desplazamiento horizontal de una capa de aire ubicada en x en torno a su posición de equilibrio.

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Para una frecuencia de excitación arbitraria, la curva “s de x, t” presenta un movimiento desordenado de baja amplitud.

Pero para ciertas frecuencias, un régimen de onda estacionaria se establece. El movimiento hace aparecer vientres de vibración (donde las moléculas de aire vibran con amplitud máxima).

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nodos de vibración (donde no vibran).

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Notamos que la distancia entre dos nodos consecutivos es la mitad de la longitud de onda: l/2

Si conocemos el largo del tubo y su frecuencia de resonancia f, podemos deducir la velocidad del sonido, la que será igual a l *  f.

Para el modo que observamos aquí, vemos que la mitad de la longitud de onda es de 25cm, es decir, la longitud de onda l es igual a 50cm.

Dado que la frecuencia es de 680hz, obtenemos una velocidad del sonido de 340 metros por segundo.