Movimiento armónico simple: masa y muelle
Una masa colgada de un muelle es el modelo estándar de toda oscilación en física. Esta simulación muestra la masa rebotando mientras representa el desplazamiento frente al tiempo y sigue cómo la energía pasa de forma cinética a potencial y viceversa.
Cómo usar esta simulación
- Cambia la masa y la constante elástica
- Fija el desplazamiento inicial
- Añade amortiguamiento para ver decaer la oscilación
Qué observar
- El periodo no se ve afectado por cuánto estires la masa
- La rapidez es máxima en el punto de equilibrio y nula en los extremos
- Un muelle más rígido o una masa más ligera acortan ambos el periodo
La física detrás
El muelle ejerce una fuerza recuperadora F = −kx proporcional al desplazamiento y dirigida de vuelta al equilibrio, que es la condición que define el movimiento armónico simple. El periodo es T = 2π√(m/k) y, notablemente, no depende de la amplitud. La energía se intercambia entre la potencial elástica ½kx² y la cinética ½mv², manteniéndose constante el total.