Energías potencial y cinética del MAS
Un cuerpo con movimiento armónico simple tiene energía cinética y potencial. Para una masa constante, la cinética depende de la velocidad al variar el desplazamiento en el tiempo; la potencial está asociada con la configuración elástica adoptada (resorte estirado, por ejemplo), la posición dentro de un campo gravitacional, eléctrico o magnético (piedra a cierta altura, péndulo oscilando, entre otros). La energía cinética viene dada por Ec = ½ M v2 y la potencial por Ep = ½ k x2 , como se sabe. La energía mecánica E total es la suma de las dos.
Este applet permite estudiar la variación de la energía mecánica, cinética y potencial en el tiempo. Al cambiar k (constante elástica) y M (masa) se modifican las energías potencial y cinética, respectivamente. El ángulo de fase es θ y xm es la amplitud, es decir, la máxima elongación.
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Actividades:
1. Variación de la energía cinética. Con el ángulo de fase θ igual a cero, el cuerpo comienza el movimiento hacia la derecha de la posición de equilibrio. Al aumentar M y se observa cómo se incrementa el periodo del movimiento.
2. Variación de la energía potencial. Observe su variación con el cambio de k y cómo varía el período.
3. Constancia de la energía mecánica. Observe cómo, sin importar los valores de M y k, la energía mecánica permanece constante, como se espera.