El pèndol simple (MVHS)
|
|
El pèndol simple (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'un pèndol simple suposant que no hi ha fregament i que l'angle d'oscil·lació no supera els 5º. El moviment d'un pèndol simple correspon al d'un moviment vibratori harmònic simple (MVHS) i segueix les mateixes equacions.
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: longitud del pèndol, acceleració de la gravetat, massa del pèndol i amplitud d'oscil·lació.
ACTIVITAT 1: Amb les dades que apareixen al fislet determinau el període de l'oscil·lació. Posau una longitud de 10,000 m i una amplitud de 5º. 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 l'aplicació i anotau el temps (t1). feis continuar l'aplicació i quan torni a passar per un punt igual tornau aturar 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 amb longitud 10,000 m i amplitud 10,0º (no hauríem de superar els 5º però l'error és petit i s'observarà millor). La velocitat es representa com un vector damunt el pèndol. Fixau-vos cap on apunta quan el pèndol puja (es separa de la posició d'equilibri). Quina és? I quan baixa (s'aproxima a la posició d'equilibri)? Passa el mateix amb l'acceleració. Intentau explicar aquestes observacions.
ACTIVITAT 3: Ara fareu una experiència amb la longitud del pèndol. Es tracta de determinar com varia el període en funció del pèndol. Suposarem les variacions més senzilles per començar: T depèn de L; T depèn de L2; T depèn de 1/L; T depèn de T1/2. Anotau els períodes que s'obtenen per a diferents valors de la longitud (5 o més). Intentau esbrinar quines opcions són més possibles de l'observació de l'oscil·lació. Per quines apostau? Per recollir les dades ho podeu fer en una taula com la següent:
| Experiència | T (s) | L (m) | L2 (m2) | 1/L (1/m) | L1/2 (m1/2) |
| 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 L al 1r gràfic; la L2 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 l'acceleració de la gravetat g (potser sigui una dependència que no tenim escrita, però sempre hem de provar coses senzilles, la naturalesa segueix els camins més simples).
ACTIVITAT 5: Experimentau com afecta la massa al període del pèndol variant els seus valors. Afecta la massa?
ACTIVITAT 6: 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/pendulum_s.htm © Walter Fendt, 21 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 |