Oscil·lacions d'una molla (MVHS)
|
|
Oscil·lacions d'una molla (MVHS) |
|
En aquest fislet (applet de física) s'il·lustra com varia l'elongació, la velocitat, l'acceleració, la força, l'energia potencial i l'energia cinètica d'una molla vertical oscil·lant suposant que no hi ha fregament. El moviment es correspon al d'un moviment vibratori harmònic simple (MVHS).
Amb el botó Inicio podreu separar el pèndol de la seva posició d'equilibri si no hi està. Una vegada així podreu emprar els altres dos botons per començar o aturar/continuar l'aplicació. Per veure el moviment més poc a poc podeu activar l'opció Ralentizado i la velocitat es farà deu vegades menor. Les variables que podeu modificar són: constant elàstica, k, massa del pes penjat, m, acceleració de la gravetat, g, i amplitud d'oscil·lació, A.
ACTIVITAT 1: Amb les dades que apareixen al fislet determinau el període de l'oscil·lació de la molla (anada i tornada). Posau una amplitud de 0,100 m. Activau l'opció de velocitat ralentitzada i elegiu un punt sobre la corba (un màxim, un mínim o un punt damunt l'eix X). Quan el punt vermell que la recorre hi passi aturau el fislet i anotau el temps (t1).
Feis continuar l'aplicació i quan torni a passar per un punt igual aturau el fislet i anotau el temps (t2). El període de l'oscil·lació serà T = t2 - t1. Coincideix amb el valor que apareix just baix el rellotge?
ACTIVITAT 2: Posau l'opció de representació de la velocitat i iniciau el fislet com a l'activitat anterior. La velocitat es representa com un vector damunt el pes de la molla. Fixau-vos cap on apunta quan la molla puja. Quina és? I quan baixa ? Passa el mateix amb l'acceleració. Intentau descriure les variacions de la velocitat i de l'acceleració que observau.
ACTIVITAT 3: Ara fareu una experiència variant la constant elàstica o de recuperació, k. Es tracta de determinar com varia el període d'oscil·lació en funció de k. Suposarem les 5 variacions més senzilles per començar: T depèn de k; T depèn de k2; T depèn de 1/k; T depèn de k1/2; T depèn de 1/k1/2.
Donau diferents valors a k (5 o més) i mirau quin és el període d'oscil·lació. Anotau els períodes que s'obtenen. Intentau esbrinar quines opcions són més possibles de l'observació de l'oscil·lació. Per quines apostau? Quines no són possibles? Per recollir les dades ho podeu fer en una taula com la següent (copiau-la al quadern):
| Experiència | T (s) | k (N/m) | k2 (N2/m2) | 1/k (1/N/m) | k1/2 (N1/2/m1/2) | 1/k2 (1/N2/m2) |
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| 5 |
Realitzau gràfics en un paper mil·limetrat posant a l'eix Y el període T i a l'eix X: la k al 1r gràfic; la k2 al 2n gràfic; etc. El gràfic on surti una recta és el correcte.
ACTIVITAT 4: Realitzau una experiència semblant a l'anterior i intentau esbrinar com depèn el període T de la massa penjada m.
ACTIVITAT 5: Posau en funcionament el fislet i activau l'opció d'energia. On es produeix el valor màxim (positiu o negatiu) de l'energia cinètica? I el de l'energia potencial? Què podeu dir de la suma d'ambdós valors?
 |
URL:
http://www.walter-fendt.de/ph11s/springpendulum_s.htm © Walter Fendt, 24 maig 1998 © Traducción applet: Juan Muñoz, 9 març 1999 © Pàgina web: Antoni Salvà i Tomàs, 6 octubre 2003 Darrera modificació de l'original: 31 desembre 2002 |