Meccanica
Massa su molla
Osserva la massa oscillare su e giù in moto armonico semplice.
Massa su molla — simulazione interattiva (Meccanica). Osserva la massa oscillare su e giù in moto armonico semplice. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Oscillazione della molla
Una massa su molla oscilla perché la molla esercita una forza richiamante proporzionale allo spostamento (legge di Hooke).
Quando è tirata o compressa, la molla riporta la massa verso l'equilibrio. L'energia si scambia tra energia potenziale elastica e cinetica, producendo moto armonico semplice.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Se raddoppi la massa appesa alla molla, raddoppia il periodo di oscillazione?
Previsioni da valutare
- Il periodo raddoppia.
- Il periodo resta uguale.
- Il periodo aumenta, ma meno del doppio.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Massa (kg)
- Costante elastica (N/m)
Cosa misuri:
- Periodo (s)
- Allungamento a equilibrio (m)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset Massa su molla nel modulo Meccanica. Una palla (la massa) pende da una molla ancorata sopra.
- Nota la sonda di velocità già agganciata alla massa: riporta la sua velocità istantanea mentre oscilla.
- Per ogni riga imposta massa e rigidità della molla, tira appena giù la massa, rilasciala e lasciala oscillare e assestarsi.
Equazione che governa
Periodo della molla (MAS) — T = 2π·√(m / k)
Per una massa che oscilla su una molla ideale, il periodo dipende solo da massa e costante elastica — non da ampiezza né gravità.
Energia cinetica all'equilibrio — KE = ½·m·v²
La velocità della massa è massima quando attraversa il punto d'equilibrio: leggi quel picco dalla sonda per trovarne lì l'energia cinetica.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Usando T = 2π√(m/k), calcola il periodo per ogni riga e confrontalo col valore che hai cronometrato nella sandbox.
- Le righe 1 e 3 hanno masse in rapporto 1:4. Di quale fattore è cambiato il periodo? Corrisponde a √4 = 2?
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- Se aumentassi la costante elastica k invece della massa, il periodo crescerebbe o calerebbe? Abbozza l'andamento che ti aspetti.
- Il pendolo pende visibilmente più in basso sotto la gravità (allungamento d'equilibrio = mg/k), eppure la gravità g non compare in T = 2π√(m/k). Spiega perché il periodo non è influenzato dalla gravità anche se la posizione di equilibrio lo è.
- 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
- Benvenuto alla massa su molla
- Seleziona la massa
- Premi Play
- Su e giù
- Apri i dati
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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