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FUERZA ELÁSTICA


            En esta simulación podemos ver el movimiento que sigue una partícula sujeta a un muelle. En las gaficas tenemos la velocidad, la aceleración y la posición frente al tiempo y podemos seleccionar cual queremos ver mediante los botones de seleccion. Tenemos representada además la curva de su energía donde la línea roja representa la energía cinética, la línea azul la energía potencial elástica y la línea verde representa la suma de las dos anteriores, la energía total. La partícula esta representada como energía frente a posición que sólo se mueve en el eje x, asi que dándole una posición inicial ya comienza el movimiento.
     

       
     








        Por la segunda ley de Newton sabemos que la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es proporcional al producto de la masa por la aceleración, asi que suponiendo que la única fuerza que actúa sobre la partícula es la elástica llegamos a la siguiente relación:

         
         Pero sabemos también que la fuerza elástica es:
 
         · Felastica = -k*x
 
        Por lo que despejando obtenemos que la fuerza elastica es:
       
         · m*a = -k*x,  le damos de masa 1kg y nos queda que a=-k*x, pero si además queremos ver cómo le afecta el rozamiento sólo tenemos que restarlo y de esta forma obtenemos la relacion siguiente, dandole un coeficiente de rozamiento de 0.1:
      
        · a = -k*x - 0.1*v
       
        Para cualquier aceleración que pueda alcanzar el movimiento tenemos que la velocidad y la posición se relacionan de esta forma tras integrar numéricamente:
       
         · v = v + a*dt
         · x = x + v*dt
         · t = t + dt

         Para la visualización de la energía sabemos que la energía potencial elástica inicial es la máxima y la cinética 0. Ponemos una curva en función de la ecuación de la parábola, unos ejes donde colocamos la partícula que representa el movimiento del muelle a lo largo del eje x. A esta partícula le ponemos 2 vectores que representan la energía potencial elástica y la energía cinética de la partícula que varía con el movimiento de esta, y asi podemos ver la variación de la energía con el desplazamiento. También hemos dibujado otro vector que representa la energía total y que tiene un valor constante, pero como en nuestro caso hemos añadido una fuerza de rozamiento la energía total va disminuyendo como podemos ver en la simulación.