Mecânica
Massa na mola
Observe a massa subir e descer em movimento harmônico simples.
Massa na mola — simulação interativa de Mecânica. Observe a massa subir e descer em movimento harmônico simples. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Oscilação da mola
Uma massa numa mola oscila porque a mola exerce uma força restauradora proporcional ao deslocamento (lei de Hooke).
Ao esticar ou comprimir, a mola puxa a massa em direção ao equilíbrio. A energia alterna entre energia potencial elástica e cinética, produzindo movimento harmônico simples.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Se você duplicar a massa pendurada na mola, o período de oscilação duplicará?
Previsões para pesar
- O período dobra.
- O período permanece o mesmo.
- O período aumenta, mas menos que o dobro.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Missa (kg)
- Constante de primavera (N/m)
O que você mede:
- Período (s)
- Extensão de equilíbrio (m)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição Mass-on-Spring no módulo Mecânica. Uma bola (o bob) está pendurada em uma mola ancorada acima dela.
- Observe a sonda de velocidade já acoplada ao pêndulo — ela informa a velocidade instantânea do pêndulo à medida que ele oscila.
- Para cada linha, defina a massa do pêndulo e a rigidez da mola, puxe o pêndulo levemente para baixo, solte-o e deixe-o oscilar e assentar.
Equação governante
Período da Primavera (SHM) — T = 2π·√(m / k)
Para uma massa oscilando sobre uma mola ideal, o período depende apenas da massa e da constante da mola – não da amplitude ou da gravidade.
Energia Cinética em Equilíbrio — KE = ½·m·v²
A velocidade do pêndulo é maior quando ele passa pelo ponto de equilíbrio; leia a velocidade máxima da sonda para encontrar sua energia cinética ali.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Usando T = 2π√(m/k), calcule o período de cada linha e compare-o com o valor cronometrado na sandbox.
- As linhas 1 e 3 têm massas em uma proporção 1:4 . Por qual fator o período mudou? Isso corresponde a √4 = 2?
Onde isso aparece além do laboratório
- Se você aumentasse a constante elástica k em vez da massa, o período aumentaria ou diminuiria? Esboce a tendência que você espera.
- O peso fica visivelmente mais baixo sob a gravidade (extensão de equilíbrio = mg/k), mas a gravidade g não aparece em T = 2π√(m/k). Explique por que o período não é afetado pela gravidade, embora a posição de equilíbrio o seja.
- 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
- Bem-vindo à massa numa mola
- Selecione a massa
- Pressione Reproduzir
- Para cima e para baixo
- Abra os dados
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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