Muelle que rebota: estira, rebota, repite

Un juego educativo de simulación. Predice cuánto se estira un muelle con una masa, cuánto dura cada rebote o a qué velocidad va; luego suéltalo y mira la gráfica.

Movimiento armónico simpleLey de Hooke

MUELLE QUE REBOTA

Cuánto se estira

Listo
Activa JavaScript para hacer rebotar el muelle. Las instrucciones y el ejemplo resuelto siguen disponibles.
Posición en el tiempoMuelle y masaTu predicciónPosición de reposo
Muelle y periodoT = 2π·√(m ÷ k)

Tiempo

0.00 s

t

Estiramiento en reposo

— m

x₀ = m·g ÷ k

Bajo el reposo

— cm

y = A·cos(ω·t)

Velocidad

— m/s

v = A·ω·sin(ω·t)

Periodo

— s

T = 2π·√(m ÷ k)

Predice antes de empezar

Escribe tu predicción para colgar la masa. Empezar sigue desactivado hasta que haya una respuesta.

Predice el rebote.

Puntuación de la misión—

Cada respuesta debe acertar con un margen del 2 %: cada una da 100 puntos. Acertar en la primera prueba suma 50 más. Una prueba cuenta en cuanto empieza.

✓ Respuesta correcta① A la primera

Cómo jugar a Muelle que rebota

  1. Elige una prueba y lee en la tarjeta la masa, el muelle, el estirón o el estiramiento.
  2. Ley de Hooke: un muelle tira hacia atrás con k·x. En reposo sostiene el peso, k·x₀ = m·g.
  3. Estirada y soltada, la masa rebota con T = 2π·√(m ÷ k) y una velocidad máxima A·√(k ÷ m). Escribe tu predicción y pulsa Empezar.
  4. Mira la gráfica: la posición dibuja una sinusoide, y el periodo es el tiempo de un pico al siguiente.

¿Por qué una masa en un muelle rebota tan regularmente?

Un muelle tira hacia atrás en proporción a cuánto se estira o se comprime: F = k·x, la ley de Hooke. Cuelga una masa y el muelle se estira hasta que su tirón iguala al peso, en x₀ = m·g ÷ k. Estírala más y suéltala: el tirón extra es siempre proporcional a la distancia a esa posición de reposo y apunta hacia ella. Eso es lo que produce un movimiento armónico simple: la masa sube y baja describiendo una sinusoide perfecta, y = A·cos(ω·t), con ω = √(k ÷ m) y un periodo T = 2π·√(m ÷ k). Una masa mayor rebota más despacio, un muelle más rígido más deprisa, y el tamaño del estirón no cambia el periodo: un rebote mayor simplemente va más rápido. La masa es más rápida al pasar por el centro, a A·ω, y se detiene un instante en cada extremo. Como m ÷ k = x₀ ÷ g, incluso puedes predecir el periodo a partir de cuánto cede el muelle: T = 2π·√(x₀ ÷ g).

Un modelo de aprendizaje acotado

El muelle es ligero y cumple la ley de Hooke a la perfección, y no hay rozamiento, así que nada frena el rebote. Para hallar el estiramiento, la masa se baja con suavidad durante 2 s hasta quedar en reposo. Para un rebote, la masa se estira 5 cm por debajo de su posición de reposo y se suelta, y la prueba dura 2 s. Cuando se pregunta la constante, la masa rebota en tu muelle y la gráfica marca el periodo buscado. Las longitudes están a escala. Las respuestas con un margen del 2 % son correctas. g = 9,8 m/s². Se juega en tiempo real.

Al cambiar de idioma se conservan tu prueba, tu predicción, tus intentos y la prueba en curso.