VIBRACIONES Y ONDAS

ENTORNO CONSTRUCTIVISTA DE APRENDIZAJE



ESPACIO DE MANIPULACIÓN

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

CONTEXTO DEL PROBLEMA

OSCILADOR LIBRE

PERIODO DEL MAS (1) (PÉNDULO)

PERIODO DEL MAS (2) (SISTEMA MUELLE-MASA)

PERIODO, AMPLITUD Y CONDICIONES INICIALES (FRECUENCIA Y FRECUENCIA ANGULAR)

ECUACIÓN DE MOVIMIENTO DEL MAS (1) (FASE INICIAL)

ECUACIÓN DE MOVIMIENTO DEL MAS (2) (DETERMINACIÓN)

VELOCIDAD Y ACELERACIÓN EN EL MAS

COMPOSICIÓN DE MOVIMIENTOS ARMÓNICOS SIMPLES

¿QUÉ FUERZA PROVOCA EL MAS? (1) (MUELLE)

¿QUÉ FUERZA PROVOCA EL MAS? (2) (OTROS MAS)

CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL OSCILADOR LIBRE

OTROS SISTEMAS CON MAS

OSCILADOR AMORTIGUADO

OSCILADOR AMORTIGUADO ¿SON ARMÓNICAS LAS OSCILACIONES AMORTIGUADAS? (PERIODO)

OSCILADOR AMORTIGUADO ¿QUÉ OCURRE CON SU ENERGÍA?

OSCILADOR FORZADO

OSCILADOR FORZADO. RESONANCIA (1)

OSCILADOR FORZADO. RESONANCIA (2)

DE LAS OSCILACIONES A LAS ONDAS

MODO DE VIBRACIÓN

MOVIMIENTO ONDULATORIO

CONTEXTO DEL PROBLEMA

DESCRIPCIÓN MATEMÁTICA DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO (1). (FUNCIÓN DE ONDA)

DESCRIPCIÓN MATEMÁTICA DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO (2). (FUNCIÓN DE ONDA ARMÓNICA)

SUPERPOSICIÓN DE ONDAS ARMÓNICAS. INTERFERENCIA

PROPIEDADES DE LAS ONDAS REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN(1)


PROPIEDADES DE LAS ONDAS REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN(2)

PROPIEDADES DE LAS ONDAS DIFRACCIÓN

PROPIEDADES DE LAS ONDAS EFECTO DOPPLER

EJEMPLOS RELACIONADOS

FUENTES DE INFORMACIÓN

HERRAMIENTAS COGNITIVAS

HERRAMIENTAS DE COLABORACIÓN

OSCILADOR LIBRE

CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA

ENERGÍA DEL OSCILADOR LIBRE



Ya hemos visto que en un sistema con MAS sin fricción,

la energía total se mantiene constante

Sin embargo, en su interior, a medida que evoluciona, se producen

intercambios de energía cinética en potencial y viceversa.











INTERCAMBIOS DE ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIAL



La imagen es la instantánea de un Physlet.

Con él podrá visualizar cómo las energías cinética y potencial cambian con la posición y el tiempo.

Puede usarlo haciendo click sobre la imagen.




Las curvas que nos ha mostrado el applet son la representación gráfica de las ecuaciones que relacionan las energías cinética y potencial con la posición y el tiempo en un muelle y en un péndulo.

Deduzca las ecuaciones matemáticas entre ambas formas de energía, la posición y el tiempo.







ENERGÍA TOTAL DEL OSCILADOR LIBRE



Si usted duplicara la energía total de un muelle oscilante,

¿en qué parámetros característicos de éste lo notaríamos?.

¿Cambiaría el periodo?¿cambiaría la amplitud?....

Esta es la imagen de un applet que simula el comportamiento de un muelle oscilante ideal.

Para usarlo seleccione los valores de la constante elástica y la energía total. Haga click en el botón Empieza.

A medida que funciona informa del tiempo transcurrido, posición, velocidad, energía cinética y potencial del muelle.

El botón Pausa detiene la simulación y el botón Paso la hace avanzar poco a poco.




(Física con ordenadorCurso Interactivo de Física en InternetÁngel Franco García )



Con ayuda del applet deduzca la relación matemática entre la energía total y la amplitud del muelle.

Para ello, seleccione un valor de la constante del muelle, asigne diferentes valores a la energía total y determine las amplitudes correspondientes.

Analice los datos obtenidos usando una hoja de cálculo.

Repita el proceso con otra constante del muelle y generalice los resultados



Deduzca la expresión anterior a partir de su conocimiento de las energías cinética y potencial del muelle





ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA Y ELÁSTICA EN EL MAS



Si un muelle oscila verticalmente en el interior de un campo gravitatorio, el término de energía potencial ha de considerar dos términos: el elástico y el gravitatorio.




El siguiente applet le permite visualizar los intercambios energéticos que se producen cuando un muelle vertical apoyado sobre el suelo, es obligado a oscilar colocando sobre él una masa.

(Física con ordenadorCurso Interactivo de Física en InternetÁngel Franco García )

Use el applet para responder a las siguientes cuestiones:

- ¿En torno a qué punto se produce el MAS?

- ¿En qué punto las energías cinética y potencial elástica toman el mismo valor?

- ¿En qué punto toda la energía del sistema es potencial gravitatoria?

- ¿Llegan a ser negativas en algún momento las energías cinética y potencial elástica? ¿y la potencial gravitatoria?

- ¿Qué efecto tiene sobre la energía total un aumento de la constante elástica del muelle? ¿Por qué?

- ¿Qué efecto tiene sobre la energía total un aumento de la masa colocada sobre el muelle? ¿Por qué?