Oscilaciones y ondas
Oscilaciones y ondas es una simulación interactiva gratuita de StudyFi Lab. Funciona directamente en el navegador, sin registro y sin instalar nada.
Péndulos, muelles, ondas e interferencia
Experimentos
Péndulo simple
Una masa colgada de un hilo de longitud L oscila por la gravedad según θ″ = −(g/L)·sen θ. Para ángulos pequeños, T = 2π√(L/g) y el periodo no depende de la amplitud. Con ángulos grandes, el periodo real es mayor. La energía pasa de cinética a potencial y viceversa, pero la total se mantiene.
Prueba esto: Separa la masa 10° y después 80°, y compara el periodo medido con 2π√(L/g).
Masa en un muelle
Un muelle de constante k devuelve la masa m al equilibrio y el amortiguamiento b la frena: x″ = −(k/m)·x − (b/m)·x′. Sin amortiguamiento oscila con T = 2π√(m/k). Con b = 2√(km) (amortiguamiento crítico) vuelve lo más rápido posible sin pasarse; con b mayor vuelve más despacio. El amortiguamiento va quitando energía.
Prueba esto: Ajusta el amortiguamiento con el botón «Crítico» y luego duplica b: ¿cuál de los dos regresos al centro es más rápido?
Onda viajera
La onda y = A·sen(kx − ωt + φ) avanza hacia la derecha con v = λ·f, donde λ es la longitud de onda (distancia entre dos crestas vecinas) y f la frecuencia. La partícula marcada solo sube y baja: la onda transporta energía, no materia.
Prueba esto: Duplica la frecuencia y observa cómo cambia la velocidad v. Después duplica la longitud de onda.
Onda estacionaria en una cuerda
Una cuerda de longitud L fija en ambos extremos solo puede vibrar si en ella cabe un número entero de medias longitudes de onda: λₙ = 2L/n. Por tanto, fₙ = n·v/(2L), donde v es la velocidad de la onda en la cuerda. Los nodos (puntos en reposo) están en x = kL/n y entre ellos quedan los vientres, de máxima amplitud.
Prueba esto: Pasa del 1.º al 2.º y al 3.er armónico: ¿cuántas veces aumenta la frecuencia y cuántos nodos hay?
Interferencia de dos fuentes
Dos fuentes que vibran en fase emiten ondas de la misma longitud de onda λ. Donde la diferencia de camino Δr = |r₁ − r₂| es un número entero de longitudes de onda, las ondas se suman (franja brillante); donde Δr es un múltiplo impar de λ/2, se anulan (franja oscura). El color indica la intensidad I = cos²(πΔr/λ).
Prueba esto: Separa más las fuentes y observa cómo aumentan las franjas. Luego lleva el punto P a una franja oscura y lee Δr/λ.
Preguntas frecuentes
¿Qué es Oscilaciones y ondas?
Oscilaciones y ondas es una simulación interactiva gratuita de StudyFi Lab. Funciona directamente en el navegador, sin registro y sin instalar nada. Péndulos, muelles, ondas e interferencia
¿Oscilaciones y ondas es gratis?
Sí. Oscilaciones y ondas es completamente gratis. Funciona en el navegador del ordenador, la tableta o el móvil, y no necesitas cuenta.
¿Qué puedo explorar en Oscilaciones y ondas?
Péndulo simple, Masa en un muelle, Onda viajera, Onda estacionaria en una cuerda, Interferencia de dos fuentes.
¿Qué muestra el experimento «Péndulo simple»?
Una masa colgada de un hilo de longitud L oscila por la gravedad según θ″ = −(g/L)·sen θ. Para ángulos pequeños, T = 2π√(L/g) y el periodo no depende de la amplitud. Con ángulos grandes, el periodo real es mayor. La energía pasa de cinética a potencial y viceversa, pero la total se mantiene.
¿Qué muestra el experimento «Masa en un muelle»?
Un muelle de constante k devuelve la masa m al equilibrio y el amortiguamiento b la frena: x″ = −(k/m)·x − (b/m)·x′. Sin amortiguamiento oscila con T = 2π√(m/k). Con b = 2√(km) (amortiguamiento crítico) vuelve lo más rápido posible sin pasarse; con b mayor vuelve más despacio. El amortiguamiento va quitando energía.
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