Title: A3.3. Simulador Llei de Hooke.
Course: Física i Química 4t ESO 1r T

En aquesta tasca us proposem treballar amb el simulador per practicar el concepte de la Llei de Hooke.

Aquest simulador Phet de la Universitat de Colorado mostra tres seccions: Introducció, Sistemes i Energia.

Per accedir al simulador vés a l'enllaç:

Llei de Hooke.

Haurem de contestar unes qüestions sobre el treball realitzat.

TASCA 3.3.1 INTRODUCCIÓ.

En aquesta tasca us proposem simular la llei de Hooke amb una molla.

Marquem a la part superior dreta de la pantalla les caselles de força aplicada, força molla, desplaçament, posició d’equilibri i valors.

Feu:

- a)    Amb una constant de molla k= 200 N/m. Aplica una força a la molla cap a la dreta de 100 N. Quina força fa la molla cap a l’esquerra? Quant mesura el desplaçament?
Fes una “impressió de pantalla” i adjunta-la a l'arxiu.
- b) Prova ara amb una constant de la molla de k=100 N/m. Aplica una força de 100 N. Quin és ara el desplaçament?
- c) Prova ara amb una constant de la molla de k= 400 N/m. Aplica una força de 100 N. Quin és el desplaçament? Raona les respostes obtingudes.
- d) Els valors obtinguts al simulador compleixen la llei de Hooke? Comprova-ho utilitzant la fórmula F=k·\( \Delta \)L.

En la tramesa: Afegiu l'arxiu emplenat en format pdf perquè pugui ser corregit.
TASCA 3.3.2. SISTEMES.

En aquesta tasca us proposem simular un sistema de molles.

Tornem a assenyalar totes les caselles de la part superior dreta de la pantalla.

Feu:

- a) Primer provem amb sistema de dos molles en paral·lel. Amb la constant k=200 N/m en ambdós, apliquem una força de 100 N amb la barra de sota. Què ocorre? Quin desplaçament hi ha? Adjunta una “impressió de pantalla”.
- b) Ara posem la molla de dalt k= 200 N/m i la molla de baix k= 400N/m. Apliquem una força de 100 N. Què ocorre? Quina desplaçament tenim ara? Quina força aplica cada molla a l’altre costat?
- c) Prova altres valors per a les constants de cada molla i posa la força que vulguis. Què hi observes? A quina conclusió arribes? Raona la resposta.
- d) Es compleix la Llei de Hooke?
- e) Què passa si en compte del sistema de 2 molles en paral·lel en posem 2 en sèrie? 2 molles en sèrie de 200 N/m equivalen a 1 molla de 400 N/m?. Compara el resultat amb l’apartat c) de la primera simulació. Raona la resposta.

En la tramesa: Adjunteu l'arxiu emplenat en format pdf perquè pugui ser corregit.
TASCA 3.3.3. ENERGIA.

En aquesta tasca us proposem simular la llei de Hooke tenint en compte força i energia.

Tornem a assenyalar totes les caselles de la part superior dreta de la pantalla. Al quadre de dalt es pot triar si volem gràfica de barres, d’energia o de força. Triem “Force plot” per exemple.

Feu:

- a) Prova amb diferents valors de la constant de la molla k = 100, 200, 300, 400 N/m i anota el desplaçament que obtenim a l’aplicar una força determinada (sempre la mateixa) i construeix una graella.

Força (N) | Constant molla, K (N/m) | Desplaçament simulador (m) | Calcula desplaçament amb \( \Delta \)L = F/k
 | 100 |  |
 | 200 |  |
 | 300 |  |
 | 400 |  |

Recorda F: força (N), k: constant (N/m), \( \Delta \)L: desplaçament (m)

- b) El desplaçament calculat amb la fórmula F=k·\( \Delta \)L coincideix amb el que marca el simulador?
- c) Ara anem a fer una graella sense variar la constant de la molla k. Per exemple tria al simulador una constant k= 200 N/m i aplica diferents forces, per exemple augmentant de 50 N en 50N. Quin desplaçament hi ha en cada cas? Completa la graella:

Força (N) | Constant molla, K (N/m) | Desplaçament simulador \( \Delta \)L (m) | Calcula desplaçament amb \( \Delta \)L = F/k
50 | 200 |  |
100 | 200 |  |
150 | 200 |  |
200 | 200 |  |

Dibuixa en un full de càlcul (programari lliure o Excel) una gràfica on a l’eix Y poses la força F(N) i a l’eix X poses el desplaçament \( \Delta \)L (m). Què hi observes? Què representa el pendent de la recta?

 Copia la gràfica que et surt i enganxa-la aquí.

En la tramesa: Adjunteu l'arxiu perquè pugui ser corregit. Es recomana en format pdf.

Info Aquesta tasca té seguiment de compleció, perquè es mostri l'activitat com completada cal que facis la tramesa.