ACTIVIDADES: DINÁMICA DEL M.A.S.

Un resorte tiene una constante "k" que depende del material de que está hecho y de su forma. Para un resorte determinado no la podemos variar.

Cada resorte tiene unos límites de elongación y de compresión dentro de los cuales se cumple la Ley de Hooke.

Se pueden obtener distintas frecuencias de oscilación cambiando la masa que le colgamos al resorte.

Para ponerlo en movimiento podemos tirar con más o menos fuerza (dentro de sus límites de elasticidad) y la elongación que tenga, justo antes de lanzarlo, será la elongación máxima (A) con la que oscila.

Lee las instrucciones que tienes debajo de este applet y realiza con él las actividades que te propongo.

INSTRUCCIONES

Pulsa sobre el bloque de pesas que están en el suelo y verás como se cargan en los resortes. El resorte que cuelga y el que está apoyado sobre la mesa son iguales.

Sitúa el puntero del ratón sobre la masa del resorte que cuelga, pulsa con el botón derecho, mantenlo pulsado y arrástralo hacia abajo. Suéltalo (deja de pulsar) y verás que empieza a oscilar.

Al pulsar con el botón izquierdo dentro de la animación esta se detiene y vuelve a reanudarse al soltarlo. Si necesitar conocer más sobre las instrucciones de manejo pulsa aquí.

ACTIVIDADES

1.- Supón que la masa que colgamos está en kg y la elongación en mm. Cuelga una determinada cantidad de masa y, a partir del valor que obtienes de la elongación, halla la constante del resorte. En un experimento real te resultaría difícil medir con exactitud la elongación y tendrías que hacer varias medidas. Recuerda que la elongación se mide desde la posición de equilibrio (punto verde). ¿Obtienes el valor de 1000 N/m para la constante?

En la gráfica que aparece bajo la mesa del applet mira la representación de la fuerza frente a la elongación. ¿Qué señala el punto verde? ¿Quizás la posición de equilibrio? ¿ La suma de la fuerza peso y la fuerza recuperadora es cero en ese punto? ¿Es cero la velocidad en ese punto? ¿Y la aceleración?

2.- Conociendo la masa y la constante halla la pulsación utilizando lápiz e papel. A partir de ella halla el periodo de la oscilación y comprueba su valor en el applet. ¿Puedes variar el periodo alargando más el resorte cuando lo lanzas? ¿A mayor elongación, mayor periodo?

3.- Comprueba que, para una masa dada, al alcanzar la elongación máxima al lanzarla, la fuerza recuperadora será máxima, y por lo tanto mayores aceleración máxima y velocidad máxima, pero siempre el mismo periodo. ¿Influye la masa en el periodo de oscilación?

4.- La representación de la velocidad frente al tiempo es una curva senoidal. Comprueba que la representación de la velocidad frente a la distancia es una elipse (curva roja de la figura) ¿Para qué valores de "x" la velocidad tiene valor cero?.

5.- Pulsa aquí para ver, utilizando un applet, como varía la velocidad máxima cuando se cambia la masa.

Soluciones

Autor del apple: Fu-Kwun Hwang

Página original del applet: Simple Harmonic motion and uniform circular motion

Traducción de los applets de Fu-Kwun Hwang (1998): José Villasuso

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