Descrizione
Simulazione interattiva di un sistema massa-molla, che consente di esplorare oscillazioni libere, smorzate, forzate e non lineari a partire dai parametri di massa, costante elastica (lineare e non lineare), smorzamento, attrito e forze esterne periodiche.
Controlli
Trascina il blocco (con la simulazione ferma, t = 0) per definire la posizione iniziale, oppure regola i parametri dai pannelli. Il pannello "Grafico" mostra posizione, velocità e forza esterna in funzione del tempo — fai clic su una curva della legenda per mostrarla/nasconderla, oppure seleziona "Spazio delle fasi" con esattamente 2 curve selezionate per tracciarne una contro l’altra.
Modello físico
Questa simulazione risolve numericamente, con il metodo di Runge-Kutta di quarto ordine e passo di integrazione $h$, l’EDO
$$
m\ddot{x} + \gamma\dot{x} + kx + k_2x^2 + k_3x^3 = F_1(t) + F_2(t),
$$
dove $k_2$ e $k_3$ sono le parti non lineari della costante della molla e $F_1(t)$ e $F_2(t)$ sono le forze esterne (sinusoidali o impulsi quadrati periodici).
Sviluppatori
Marco P. M. de Souza
Riferimenti
H. Moysés Nussenzveig, Curso de Física Básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (Blucher, 2014).
Steven Strogatz, Nonlinear Dynamics and Chaos (Westview Press, 2014).