Tubo de Rubens - Final

7/28/2019 Tubo de Rubens - Final

1/19

TUBO DE RUBENS

PROYECTO INTEGRADOR PGINA 1

UNIVERSIDAD CSAR VALLEJO

FACULTAD DE INGENIERAESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERA MECNICA ELCTRICA

INFORME DE INVESTIGACION EL TUBO DE RUBENS

CURSO:FICA CALOR DE ONDASCICLO - III

AUTORES:

NECIOSUP RIOS, Pedro Jess Fernando. MENA RODRGUEZ, Kevin. VSQUEZ BAZN, Brian. MENDOZA VIERA, Joseph. RODRGUEZ VALOS, Jos. IDROGO CRUZADO, Wilmer.

ASESOR DOC. JORGE LUIS RONDO VSQUEZ

TRUJILLO - PERU2013


2/19

TUBO DE RUBENS


DEDICATORIA Para Dios quien nos brindasabidura, fuerza y salud para poder seguir en busca del conocimiento,sabiendo que l es el ms sabio entodo el universo.

Para nuestros padres por lacomprensin y la confianza puestaen cada uno de nosotros ybrindarnos el apoyo necesario parala culminacin satisfactoria delproyecto realizado.

Para nuestro asesor el Lic.JorgeLuis rondo Vsquez por el apoyoy direccin para ejecutar lainvestigacin y hacer posible el

contribuir con nuestraFormacin tecnolgica.

LOS AUTORES


3/19

TUBO DE RUBENS


AGRADECIMIENTO

A nuestros padres por darnos lavida y apoyarnos en todo lo quenos hemos propuesto durantenuestra educacin universitaria.

A nuestros maestros quecomparten con nosotros susconocimientos para convertirnos enunos excelentes profesionales.


4/19

TUBO DE RUBENS


PRESENTACION

Seor profesor del curso de fsica mecnica elctrica de la Universidad cesar Vallejoante Ud. Se presenta el informe que lleva por ttulo: Tubo de Rubens proyecto realizado por alumnos de la facultad de Ingeniera Mecnica de la UniversidadCsar Vallejo-Trujillo-2012

Con el objetivo de demostrar que cuando el sonido se propaga a travs del airegenera diferencias de presin; el sonido consiste en un movimiento ondulatorio

producido en un medio elstico por una fuente de vibracin. La onda esmecnica de tipo longitudinal cuando el medio elstico en que se propaga elsonido es el aire y se regenera por variaciones de la presin atmosfrica por,sobre y bajo el valor normal, originadas por la fuente de vibracin.


5/19

TUBO DE RUBENS


TUBO DERUBENS


6/19

TUBO DE RUBENS


RESUMEN:

Este grupo de estudiantes se propuso a elaborar El tubo de Rubens cual es unaparato que nos muestra las variaciones de presin en forma de onda transversal,visualizadas a travs del gas propano. Adems probar el gas tiene zonas en quela onda es ms larga ya que recibe presin de la onda y otras, zonas donde laonda no presiona y apenas se ve la llama. Estas llamas nos dibujan la longitud y

la frecuencia de la onda.

En conclusin podemos decir que cuando el sonido viaja a travs del aire generaondas de presin, las cuales pueden ser representadas en el tubo de Rubens

- Abstract:

This group of students was proposed to develop Rubens tube which is a devicethat shows the pressure variations in the form of transverse wave, seen throughthe propane gas. Besides testing the gas has areas where the wave is longer because it receives wave pressure and others, areas where the wave is not pressed and barely visible flame. These flames we plotted the length andfrequency of the wave.

In conclusion we can say that when the sound travels through air pressure wavesare generated, which can be represented on the tube Rubens


7/19

TUBO DE RUBENS


NDICE:NDICE: ..................................................................................................................................... 7

1.-INTRODUCCIN: ................................................................................................................ 8......................................................................................................................................................1.1.- PROYECTO ELABORACION DE PROTOTIPO TUBO DE RUBENS: ..............Error!Bookmark not defined. CAPTULO I .............................................................................................................................. 9PROBLEMA DE INVESTIGACIN ........................................................................................ 93.-PROBLEMA: ....................................................................................................................... 103.1.-realidad problemtica: ....................................................................................................... 10

4.-OBJETIVOS: ....................................................................................................................... 104.1.-objetivo general: ................................................................................................................ 104.2.-objetivos especficos: ........................................................................................................ 10CAPTULO II ............................................................................Error! Bookmark not defined. FUNDAMENTOS TERICOS ................................................Error! Bookmark not defined. 5.-HISTORIA: ...........................................................................Error! Bookmark not defined. 6.- MARCO TEORICO:13

7.- DESARROLLO:.177.1 MATERIALES17

7.2 ELABORACION17 .....18

8.- RESULTADOS:... ..................19

9.- CONCLUSIONES: 20

10. BILIOGRAFIA: .21

11. LINKOGRAFIA: 22


8/19

TUBO DE RUBENS


1.-INTRODUCCIN:

En la Facultad de Ingenierade la Universidad Csar Vallejo, se lleva la asignatura de fsicacalor de ondas, en el cual los alumnos del III CICLO se unieron para realizar el proyectoTUBO DE RUBENS.

En este proyecto pretendemos hacer interaccionar la presin de un gas con la presin queejerce el sonido dentro de un tubo metlico y observar la forma de onda que genera diferentescanciones. Para esto necesitamos primero ver como es la forma de onda de una cancin en unreproductor y despus con un violn y una guitarra, de esta forma ser posible tener un marcode referencia diferente al que siempre usamos: nuestros odos, pero ahora con la combustinde un gas el efecto ser visual y dese luego se formaran ondas estacionarias al rebotar elsonido en uno de los extremos.El sonido es una onda mecnica y, por este motivo, requiere de un medio para

propagarse cuestin que omite el cine, salvo 2001. Una odisea del espacio. Adems, eslongitudinal y, por ello, tambin se conoce por onda de presin, debido a que cuando viaja por un fluido como el aire genera diferencias de presin. En la educacin cientfica que se recibese habla de estas ondas y a lo sumo se muestra un applet que las simula, pero lo que es percibirla con los ojos nunca. El proyecto que se desarrolla tiene la intencin de advertir la posibilidad de dar a conocer los entresijos de una onda mecnica, siendo necesario emular aRubens. Rubens construy un tubo que recibe su nombre. El tubo de Rubens es un simpleaparato que es capaz de ilustrar las variaciones de presin que provoca una onda longitudinal por medio de una transformacin a una forma de onda transversal, visualizada gracias amovimiento de las partculas del gas propano o butano debido al sonido. El artilugio es un

tubo con pequeas perforacionesque permite la salida del gas que se introduce por una de las aberturas y por la otra se exponeal sonido por medio de una membrana elstica. El sonido provocar en el gas la aparicin dezonas que tendrn mayor concentracin de gas dando lugar a unas llamas ms altas y vivasque otras, zonas donde la onda no presiona y apenas se ve la llama.Estas llamas nos dibujan la longitud y la frecuencia de la onda sonora


9/19

TUBO DE RUBENS


CAPTULO I

PROBLEMA DEINVESTIGACIN


10/19

TUBO DE RUBENS


3.-PROBLEMA:

3.1.-realidad problemtica:

Disear un prototipo que me permita ver las ondas sonoras de diferentesamplitudes y frecuencias con la presin del gas (encerrado en un tubo de 1inch).

4.-OBJETIVOS:

4.1.-Objetivo general:

Dar a conocer al pblico en general el funcionamiento de las ondas mecnicas de lanaturaleza longitud, mostrando su comportamiento en las llamas q salen de acuerdo altipo de sonido o msica q sea emitido

4.2.-Objetivos especficos:

Recopilar la suficiente informacin para la correcta construccin del tubo de Rubens.

Demostrar a los estudiantes de la Universidad Csar Vallejo una manera ms didcticade aprender experimentalmente la formacin de las ondas.

Mostrar los distintos niveles de intensidad de las ondas variando el tipo de sonido.


11/19


12/19

TUBO DE RUBENS


MARCO TEORICO:

El tubo de Rubens fue construido en 1904; funciona mediante el choque de lasondas sonoras y la presin que el gas ejerce sobre las mismas y esto provoca quelas llamas sean visibles, dependiendo de la frecuencia de la msica, la altura de

las mismas va a variar. Para esto partiremos del siguiente diagrama conceptualsobre nuestro experimento.


13/19

TUBO DE RUBENS


El sonido es una perturbacin que hacemos a un determinado medio fsico (como aire, agua,metal, etc.) de tal modo que lo que producimos en l es una onda mecnica de naturalezalongitudinal. En el caso del aire son las partculas que lo componen las que vibran, y lafrecuencia y amplitud de esta vibracin dependern de la fuente sonora que las est produciendo. As por ejemplo cuando tocamos la cuerda de una guitarra, sta comienza avibrar y es esa vibracin la que perturba el medio que lo rodea (aire en este caso). Entonces lacuerda vibrante perturba a las molculas de gas que estn a su alrededor, hacindolas oscilar con la misma. En otras palabras, lo que hace la cuerda esModificar la densidad del aire, lo hace oscilar, y esta perturbacin se transmite como una ondalongitudinal por todo su rededor, provocando que la concentracin de partculas gaseosasvare en el tiempo mientras pasa por ah la onda sonora.

Acstica: Parte de la fsica que estudia los fenmenos relacionados con el sonido.Onda: Es una perturbacin que se propaga y transmite solamente movimiento y energa sin lanecesidad de transmitir masa y partculas. Tiene cuatro elementos: cresta, valle, amplitud ylongitud de onda

Los elementos de una Onda son:

Onda sonora: Onda longitudinal que se produce por hacer vibrar los cuerpos y es captada por el odo.

Un diapasn y su forma de onda sonora en la parte de abajo se visualiza una onda estacionaria


14/19

TUBO DE RUBENS


Sonido: Onda longitudinal que se puede transmitir en medios gaseosos, lquidos y slidos;tiene tres cualidades: intensidad (energa de vibracin), tono (agudo/grave) y timbre(diferencia a sonidos del mismo).

En esta tabla encontramos la velocidad del sonido en diferentes medios, pero cuando aumentala temperatura estos valores cambian.

Onda estacionaria: se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza conigual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a travs de unmedio.Se producen cuando interfieren dos movimientos ondulatorios con la misma frecuencia, perocon diferente sentido, a lo largo de una lnea con una diferencia de fase de media longitud deonda. Las ondas estacionarias permanecen confinadas en un espacio (cuerda, tubo con aire,membrana, etc.). La amplitud de la oscilacin para cada punto depende de su posicin, lafrecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Hay puntosque no vibran (nodos), que permanecen inmviles, estacionarios, mientras que otros (vientreso antinodos) lo hacen con una amplitud de vibracin mxima, igual al doble de la de las ondasque interfieren, y con una energa mxima. El nombre de onda estacionaria proviene de laaparente inmovilidad de los nodos. La distancia que separa dos nodos o dos antinodosconsecutivos es media longitud de onda.

Elementos de una onda estacionaria:


15/19

TUBO DE RUBENS


Frecuencia: Nmero de oscilaciones que se dan por unidad de tiempo en cualquier movimiento peridico.

Gas: Estado de agregacin de la materia en la que las fuerzas intermoleculares sondemasiado dbiles.

Hertz: Unidad de medida de frecuencia en el sistema internacional de unidades (SI),equivale al nmero de oscilaciones que se producen durante 1 segundo en unmovimiento peridico.

Onda transversal: Onda en la cual la direccin de oscilacin de las partculas del medioes perpendicular a la direccin de propagacin de la misma.

Presin: Es la fuerza aplicada sobre alguna superficie o rea, de tal manera que ambosson perpendiculares.

7. DESARROLLO.

7.1 MATERIALES:

- Un tubo de 90 cm

- Tres brocas de 1/16- Un embudo de aluminio- Taladro- Una manguera de gas 1/ 2 pulgada- Una bocina (cable conector para el reproductor de msica, aro de metalresistente al calor y tiene una resistencia de 4ohms)- Una conexin para la manguera de gas- Un reproductor de Msica- Silicn industrial


16/19

TUBO DE RUBENS


7.2 ELABORACION.

1.1 Colocar sobre la tabla el tubo, esta servir como base para poder sostenerlo.

2.1 Empezar a hacer las mediciones al tubo para que sea perforado (cadahoyo, tiene una distancia de separacin de 1 cm).

3.1 Con el taladro y la broca, empezar a perforar el tubo.

4.1 Una vez perforado, se debe ajustar la bocina al embudo, de tal forma que la bocinaquede ms o menos al tamao del mismo (esto se hace con la finalidad de que no hayafugas del sonido y del gas) y as mismo, se proceder a ajustarlo.

5.1 Del otro extremo abierto, se coloca una conexin a la manguera de gas(campana), estase ajusta al extremo del tubo.


17/19

TUBO DE RUBENS


6.1 Conectar a la bocina el reproductor de msica.

7.1 Ya que todas las conexiones del lado del sonido estn seguras, liberar el gas LP (pocoa poco) y prender fuego con un cerillo o encendedor. Conectar el violn y la guitarra al

reproductor de msica, empezar a tocar las piezas musicales.

8. RESULTADOS.

El tubo se divide en 2 partes: agudo y grave (no por ser agudo ni grave se determinarsi sale ms grande o chica la llama, todo depende de la misma msica).

El fuego musical funciona como una especie de visualizador de la longitud de ondasque transporta el sonido.


18/19

TUBO DE RUBENS


9. CONCLUSIONES:

Las ondas longitudinales que se propagan a lo largo del tubo de 90 cm, se reflejan ensus extremos de forma anloga como se observa en una onda transversal con el resorteen sus extremos. La interferencia entre las ondas que se propagan en sentidos opuestosoriginan ondas estacionarias. Si la reflexin tiene lugar en un extremo cerradonecesariamente estos puntos sern los nodos, por lo que forzosamente los agujerossuperiores del tubo funcionan como vientres de un instrumento musical.

Existen compresiones y expansiones del aire, en este caso se pueden observar a travsdel gas contenido en el tubo y en las intensidades de la flama .Las variaciones de la presin del gas son mximas en los nodos, por lo que la densidad de las molculas delgas van cambiando en cada instante en que la presin en los nodos en mxima omnima y por esto vemos en la combustin los cambios en la intensidad de la flama.

La existencia de un medio comprensible da lugar al sonido; en este prototipo, gracias ala combustin del gas LP con el fuego, se puede identificar las variaciones que tienecada tipo de msica.

10. BIBLIOGRAFIA.


19/19

TUBO DE RUBENS


lvarez Alvarenga Beatriz y Mximo, Fsica General, Oxford (2007)

Hewitt Paul, Fsica Conceptual, Prentice Hall, 2009.

Sears Zemansky, Fsica General, Aguilar, 1974.

11. LINKOGRAFIA:

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/sonido/ap03_sonido.php

http://www.tugasplus.com/quees.htm

http://acusticaweb.com/blog/curiosidades/91-el-tubo-de-rubens.html

http://zeth.ciencias.uchile.cl/tallerdefisica/pagexp/tuborubens.html

http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/concytip.htm
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/sonido/ap03_sonido.phphttp://www.fisicanet.com.ar/fisica/sonido/ap03_sonido.phphttp://www.tugasplus.com/quees.htmhttp://www.tugasplus.com/quees.htmhttp://acusticaweb.com/blog/curiosidades/91-el-tubo-de-rubens.htmlhttp://acusticaweb.com/blog/curiosidades/91-el-tubo-de-rubens.htmlhttp://zeth.ciencias.uchile.cl/tallerdefisica/pagexp/tuborubens.htmlhttp://zeth.ciencias.uchile.cl/tallerdefisica/pagexp/tuborubens.htmlhttp://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/concytip.htmhttp://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/concytip.htmhttp://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/concytip.htmhttp://zeth.ciencias.uchile.cl/tallerdefisica/pagexp/tuborubens.htmlhttp://acusticaweb.com/blog/curiosidades/91-el-tubo-de-rubens.htmlhttp://www.tugasplus.com/quees.htmhttp://www.fisicanet.com.ar/fisica/sonido/ap03_sonido.php

Documents

Tubo de Rubens - Final