Mecánica
Masa en un resorte
Observa cómo la masa sube y baja en movimiento armónico simple.
Masa en un resorte — simulación interactiva de Mecánica. Observa cómo la masa sube y baja en movimiento armónico simple. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Oscilación del resorte
Una masa en un resorte oscila porque el resorte ejerce una fuerza de restablecimiento proporcional al desplazamiento (ley de Hooke).
Al estirarse o comprimirse, el resorte tira de la masa hacia el equilibrio. La energía alterna entre energía potencial elástica y cinética, produciendo movimiento armónico simple.
- Ley de Hooke F = −kx
- Período T = 2π√(m/k)
Resumen de la investigación
Planifica la pregunta antes de abrir el laboratorio
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta guía
Si se duplica la masa que cuelga del resorte, ¿se duplica el período de oscilación?
Predicciones a evaluar
- El período se duplica.
- El período sigue siendo el mismo.
- El período aumenta, pero menos del doble.
Roles de las variables
Lo que configuraste:
- Masa (kg)
- constante de resorte (N/m)
Lo que mides:
- Periodo (s)
- Extensión del equilibrio (m)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el ajuste preestablecido Mass-on-Spring en el módulo Mecánica. Una bola (la pesa) cuelga de un resorte anclado encima de ella.
- Tenga en cuenta la sonda de velocidad que ya está conectada a la pesa: informa la velocidad instantánea de la pesa a medida que oscila.
- Para cada fila, establezca la masa de la pesa y la rigidez del resorte, tire de la pesa ligeramente hacia abajo, suéltela y déjela oscilar y asentarse.
Ecuación rectora
Período de resorte (MAS) — T = 2π·√(m / k)
Para una masa que oscila sobre un resorte ideal, el período depende solo de la masa y la constante del resorte, no de la amplitud ni de la gravedad.
Energía cinética en equilibrio — KE = ½·m·v²
La velocidad de la pesa es mayor cuando pasa por el punto de equilibrio; lea esa velocidad máxima de la sonda para encontrar su energía cinética allí.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Usando T = 2π√(m/k), calcule el período para cada fila y compárelo con el valor que cronometró en la zona de pruebas.
- Las filas 1 y 3 tienen masas en una relación 1:4 . ¿Por qué factor cambió el período? ¿Eso coincide con √4 = 2?
Dónde aparece esto más allá del laboratorio
- Si aumentara la constante del resorte k en lugar de la masa, ¿aumentaría o disminuiría el período? Dibuje la tendencia que esperaría.
- La pesa cuelga visiblemente más abajo por la gravedad (extensión de equilibrio = mg/k), pero la gravedad g no aparece en T = 2π√(m/k). Explique por qué el período no se ve afectado por la gravedad, aunque la posición de equilibrio sí lo esté.
- 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
- Bienvenido a la masa en un resorte
- Selecciona el péndulo
- Pulsa Reproducir
- Arriba y abajo
- Abre los datos
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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