Mecànica
Pèndol
Observa com el pèndol s'accelera a baix i fa una pausa a dalt de cada oscil·lació.
Pèndol — simulació interactiva de Mecànica. Observa com el pèndol s'accelera a baix i fa una pausa a dalt de cada oscil·lació. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Moviment harmònic simple
Un pèndol oscil·la endavant i endarrere perquè la gravetat proporciona una força recuperadora cap a l'equilibri. Per a angles petits, el moviment és aproximadament harmònic simple.
Quan es desplaça el pèndol, la component de la gravetat al llarg de l'arc l'estira de nou cap al punt més baix. Aquella força recuperadora fa oscil·lar el pèndol: s'accelera a baix, alenteix als punts de gir i repeteix un cicle regular.
- T ≈ 2π√(L/g) (angles petits)
- Força recuperadora ∝ desplaçament (θ petit)
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 longitud d'un pèndol, què passa amb el seu període? Canviar el pes de la massa en canvia gens el període?
Prediccions a valorar
- Un pèndol més llarg té un període més llarg (oscil·la endavant i endarrere més a poc a poc); la massa no té efecte.
- Un pèndol més llarg té un període més curt (oscil·la endavant i endarrere més de pressa).
- Una massa més pesant oscil·la més a poc a poc, sigui quina sigui la longitud de la corda.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Massa (kg)
- Longitud de la corda (m)
- Angle d'alliberament (°)
El que tu mesures:
- Període (s)
- Velocitat màxima (m/s)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit del Pèndol a l'espai de pràctica de mecànica.
- Comprova que la sonda de velocitat de la massa és viva al panell Matemàtiques: en llegiràs el valor màxim a baix de cada oscil·lació.
- Per a cada fila, defineix la massa, la longitud de la corda i l'angle de pujada des de la vertical, i deixa anar la massa.
Equació governant
Període del pèndol (angle petit) — T = 2π·√(L / g)
Per a angles de pujada petits, el període d'un pèndol simple depèn només de la seva longitud i de la gravetat: no de la massa ni de com de lluny es deixa anar.
Energia potencial gravitatòria — PE = m·g·h
L'alçada que baixa la massa des del punt de pujada fins a baix de l'oscil·lació, h = L(1 − cos θ₀), fixa quanta energia potencial es converteix en cinètica, i per tant com de ràpid es mou la massa a baix.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una fila, calcula la velocitat màxima de la massa a baix de l'oscil·lació amb conservació de l'energia (½mv² = mgh, amb h = L(1 − cos θ₀)) i compara-la amb la lectura de la sonda. Coincideixen?
- Mira la columna del període a les tres files. Depèn de la massa de la massa oscil·lant? Fes servir la fórmula per explicar per què sí o no.
On apareix això més enllà del laboratori
- La fórmula del període T = 2π√(L/g) assumeix angles de pujada petits. Prediu què passa amb el període real quan l'angle passa de 30°: el període mesurat a l'espai de pràctica continuaria coincidint amb la fórmula?
- A baix de l'oscil·lació, el pèndol es mou al màxim. On ha anat la seva energia potencial gravitatòria inicial, i per què el total es manté (gairebé) constant al llarg de moltes oscil·lacions?
- 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 al pèndol
- Selecciona el pèndol
- Prem Reprodueix
- Endavant i endarrere
- 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 →