LabVirt Megistone

Elasticità, oscillazioni, onde e corrente alternata

Un laboratorio unico per collegare legge di Hooke, moto armonico semplice, propagazione delle onde e sinusoide della rete elettrica.

F = −kx x(t)=Acos(ωt) v = λf V(t)=Vmax sin(2πft)

1. Elasticità e legge di Hooke

Osserva come forza, deformazione ed energia elastica sono collegate.

Costante elastica k (N/m) 200 Deformazione x (m) 0.35

Forza elastica −70 N

Energia elastica 12.25 J

Idea chiave: più grande è la deformazione, maggiore è l’energia accumulata nella molla.

2. Moto armonico semplice

Una forza elastica genera un moto periodico attorno alla posizione di equilibrio.

Ampiezza A 80 Pulsazione ω 2.5 Velocità animazione 5

Collegamento: il moto armonico è una sinusoide nel tempo; l’onda è una sinusoide nello spazio e nel tempo.

3. Onde trasversali e longitudinali

Confronto simultaneo con particella evidenziata, fase, traccia ed energia relativa.

Ampiezza A 45 Lunghezza d’onda λ 180 Frequenza f 3 Particella osservata 260

v = λf540

E ∝ A²2025

Fase0°

Onda trasversale

Onda longitudinale

Osserva: il punto rosso oscilla localmente, mentre la perturbazione si propaga.

4. Oscilloscopio AC

La rete elettrica è una sinusoide nel tempo: non è un’onda spaziale su una corda.

Vmax 325 V Frequenza 50 Hz Fase 0° Time/div 5 ms

Vmax325 V

Vrms230 V

Periodo20 ms

5. Sintesi unificata

Un unico percorso concettuale: deformazione → oscillazione → onda → sinusoide elettrica.

ElasticitàF = −kx

Moto armonicox(t)=Acos(ωt+φ)

Ondey(x,t)=Asin(kx−ωt)

Corrente alternataV(t)=Vmax sin(2πft)

Domanda chiave

Qual è la differenza tra un’onda su una corda e la sinusoide della rete elettrica?

Mostra risposta

L’onda su una corda è descritta da una funzione di spazio e tempo, y(x,t): la perturbazione si propaga lungo il mezzo. La rete elettrica, invece, è una variazione temporale della tensione, V(t), osservata in un punto del circuito.