Mecànica
Massa en un moll
Observa com la massa oscil·la amunt i avall en moviment harmònic simple.
Massa en un moll — simulació interactiva de Mecànica. Observa com la massa oscil·la amunt i avall en moviment harmònic simple. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Oscil·lació del moll
Una massa en un moll oscil·la perquè el moll exerceix una força recuperadora proporcional al desplaçament (llei de Hooke).
Quan s'estira o es comprimeix, el moll estira la massa de tornada cap a l'equilibri. L'energia s'intercanvia entre energia potencial elàstica i energia cinètica, produint moviment harmònic simple.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Si dobles la massa que penja del moll, es dobla el període d'oscil·lació?
Prediccions a valorar
- El període es dobla.
- El període es queda igual.
- El període augmenta, però menys del doble.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Massa (kg)
- Constant elàstica (N/m)
El que tu mesures:
- Període (s)
- Elongació d'equilibri (m)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit de Massa en un moll al mòdul Mecànica. Una bola (la massa) penja d'un moll ancorat a sobre.
- Anota la sonda de velocitat ja adjunta a la massa: informa de la velocitat instantània mentre oscil·la.
- Per a cada fila, defineix la massa i la rigidesa del moll, estira la massa una mica cap avall, deixa-la anar i deixa-la oscil·lar i assentar-se.
Equació governant
Període del moll (MHS) — T = 2π·√(m / k)
Per a una massa que oscil·la en un moll ideal, el període depèn només de la massa i de la constant del moll: no de l'amplitud ni de la gravetat.
Energia cinètica a l'equilibri — KE = ½·m·v²
La velocitat de la massa és màxima quan passa pel punt d'equilibri: llegeix aquella velocitat màxima a la sonda per trobar-n'hi l'energia cinètica.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Amb T = 2π√(m/k), calcula el període de cada fila i compara'l amb el valor que has cronometrat a l'espai de pràctica.
- Les files 1 i 3 tenen masses en relació 1:4. Per quin factor ha canviat el període? Coincideix amb √4 = 2?
On apareix això més enllà del laboratori
- Si incrementessis la constant del moll k en lloc de la massa, el període pujaria o baixaria? Esbossa la tendència que esperaries.
- La massa penja visiblement més baix per la gravetat (extensió d'equilibri = mg/k), i tot i així la gravetat g no apareix a T = 2π√(m/k). Explica per què el període no queda afectat per la gravetat tot i que la posició d'equilibri sí.
- AP Physics 1 — Unit 7: Oscillations
- AP Physics C: Mechanics — Unit 7: Oscillations
- IB Physics — A.1 Kinematics
- IB Physics — C.1 Simple harmonic motion
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Benvingut a Massa en un moll
- Selecciona la massa
- Prem Reprodueix
- Amunt i avall
- Obre les dades
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →