Laboratorios virtuales de física

Simulaciones interactivas de física para Física y Física Honors. Funcionan en el navegador en cualquier dispositivo, sin iniciar sesión y sin equipo. Las etiquetas de cada laboratorio muestran los conceptos en los que se enfoca. Cada laboratorio tiene una hoja de trabajo del laboratorio para imprimir, con capturas de pantalla y alineación con NGSS, y su clave de respuestas (en inglés). Tómalos, adáptalos y úsalos en tu propio salón.

El Laboratorio de gráficas de física: un carrito en una pista de movimiento que avanza hacia la izquierda, sobre tres gráficas del mismo movimiento. La posición es una parábola que abre hacia abajo, la velocidad es una línea que baja de 3 a -3 m/s y la aceleración es una línea horizontal en -0.6 m/s al cuadrado.

Física

Laboratorio de gráficas de física

Gráficas de posición contra tiempo

Gráficas de velocidad contra tiempo

Aceleración

Ecuaciones cinemáticas

La pendiente como razón de cambio

Predice las gráficas de posición, velocidad y aceleración de un carrito en movimiento, luego ponlo en marcha y compara tu predicción con el modelo.

Hoja de trabajo del laboratorio: PDF (en inglés) | Clave de respuestas: PDF (en inglés)

El Laboratorio de vectores del movimiento de proyectiles: un cañón en una cornisa de 15 m dispara una bola a lo largo de un arco punteado. En el punto más alto la bola solo tiene una flecha de velocidad horizontal y una flecha de aceleración hacia abajo, y las imágenes anteriores muestran componentes de velocidad hacia arriba cada vez más pequeñas.

Física

Laboratorio de vectores del movimiento de proyectiles

Movimiento de proyectiles

Componentes de la velocidad

Vectores

Aceleración en caída libre

Independencia de los movimientos

Dispara un cañón, activa los vectores de velocidad y aceleración, y observa cómo la velocidad horizontal se mantiene igual mientras la velocidad vertical disminuye, cambia de sentido en la cima y vuelve a crecer.

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El Constructor de circuitos: a la izquierda, dos focos en serie con una batería de 6.0 V brillan débilmente al 25%; a la derecha, dos focos en paralelo con otra batería de 6.0 V brillan por completo al 100%. Un panel de multímetro marca 3.00 V en el Foco 1.

Física

Constructor de circuitos

Ley de Ohm

Circuitos en serie

Circuitos en paralelo

Multímetros

Potencia eléctrica

Construye circuitos con baterías, cables, resistencias, interruptores y focos, mídelos con un multímetro y descubre por qué los focos en serie y en paralelo brillan tan diferente.

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El laboratorio virtual de la máquina de Atwood: un portapesas de 200 g y otro de 300 g con discos de latón cuelgan de una cuerda sobre una polea sin fricción en un soporte de acero. El portapesas derecho, más pesado, baja, con flechas de aceleración, gravedad (mg) y tensión (T) en cada masa.

Física

La máquina de Atwood

Segunda ley de Newton

Fuerza neta

Tensión

Diagramas de cuerpo libre

Aceleración del sistema

Carga dos portapesas con masas de latón, predice qué lado va a caer, luego suéltalos y compara la fuerza neta, la tensión de la cuerda y la aceleración con la segunda ley de Newton.

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El laboratorio virtual de carritos de colisión: un carrito A azul y pesado (1.00 kg) avanza a la derecha a 0.80 m/s hacia un carrito B naranja y ligero (0.25 kg) en reposo sobre una pista de dinámica de aluminio, con flechas de velocidad y de cantidad de movimiento sobre cada carrito.

Física

Carritos de colisión

Conservación de la cantidad de movimiento

Colisiones elásticas

Colisiones inelásticas

Energía cinética

Vectores

Ajusta las masas y las velocidades de dos carritos en una pista de baja fricción, elige parachoques magnéticos que rebotan o almohadillas de velcro que se pegan, y comprueba si la cantidad de movimiento y la energía cinética sobreviven al choque.

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El laboratorio virtual del plano inclinado y la fricción: un bloque de madera de 1.50 kg se desliza por una rampa de madera inclinada a 32.0 grados, con flechas de la fuerza normal, el peso y la fricción cinética, componentes punteados del peso, y controles para el ángulo de la rampa, la superficie de contacto y la masa.

Física

Plano inclinado y fricción

Fricción estática

Fricción cinética

Planos inclinados

Diagramas de cuerpo libre

Segunda ley de Newton

Inclina una rampa hasta que un bloque de madera se resbale, compara superficies de madera, fieltro y plástico, luego mide el tiempo del deslizamiento y usa la aceleración para encontrar los coeficientes de fricción estática y cinética.

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El laboratorio virtual del péndulo simple: una pesa de latón en una cuerda de 1.00 m cuelga de una pinza en un soporte universal de acero y pasa por la parte más baja de su arco, junto a una escala de ángulos de 0 a 60 grados y una regla de un metro.

Física

El péndulo simple

Periodo y frecuencia

Variables controladas

Conservación de la energía

Linealización de datos

Campos gravitacionales

Cambia la longitud, la masa y el ángulo de soltado de un péndulo, mide el tiempo de sus oscilaciones, observa cómo la energía potencial y la cinética se intercambian, y luego llévalo a la Luna y a Júpiter para ver qué determina realmente el periodo.

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El laboratorio virtual de la ley de Hooke y el movimiento armónico: una pila de 250 g de masas ranuradas de latón cuelga de un resorte helicoidal en un soporte universal y rebota debajo de su línea punteada de equilibrio junto a una regla en centímetros, con un cronómetro digital que marca 2.79 s.

Física

Ley de Hooke y movimiento armónico

Ley de Hooke

Constante del resorte

Energía potencial elástica

Movimiento armónico simple

Periodo y masa

Cuelga masas ranuradas de tres resortes, grafica la fuerza contra el estiramiento para encontrar la constante de cada resorte, luego jala y suelta el portapesas para medir el tiempo de su rebote y descubrir qué determina realmente el periodo.

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El laboratorio virtual de la ley de Snell y la refracción: un láser rojo en el aire incide sobre un bloque de vidrio (n = 1.500) a 50 grados de la normal punteada. Un transportador virtual está fijado en el punto de entrada, el haz se desvía hacia la normal dentro del vidrio, sale por la cara inferior paralelo al rayo que entra, y un rayo reflejado tenue sale de la superficie superior.

Física

Ley de Snell y refracción

Ley de Snell

Índice de refracción

Rapidez de la luz en distintos medios

Ángulo crítico

Reflexión interna total

Apunta un láser hacia bloques de vidrio, agua, acrílico y diamante, mide cuánto se desvía con un transportador que se ajusta solo, y luego cambia a un bloque semicircular y aumenta el ángulo hasta que la luz ya no pueda salir.

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El laboratorio virtual de ondas estacionarias en una cuerda: un generador de funciones que marca 39.2 Hz mueve un vibrador, y la cuerda pasa por una polea hasta una masa colgante de 200 g. La cuerda vibra en tres lazos con cuatro nodos (N) y tres antinodos (A) marcados, y los cursores de medición A y B están en nodos vecinos a 40 cm y 80 cm en la regla.

Física

Ondas estacionarias en una cuerda

Ondas estacionarias

Armónicos

Nodos y antinodos

Rapidez de una onda (v = fλ)

Tensión y medio

Haz vibrar una cuerda con un generador de señales, sintonízala en sus armónicos, congela el movimiento con una luz estroboscópica y mide la distancia entre nodos para descubrir qué determina realmente la rapidez de una onda.

Hoja de trabajo del laboratorio: PDF (en inglés) | Clave de respuestas: PDF (en inglés)

El laboratorio virtual de equipotenciales y mapeo de campos eléctricos: una carga positiva y una carga negativa sobre una cuadrícula de 60 por 40 cm tipo papel conductor, con sombreado rojo de potencial y líneas equipotenciales circulares alrededor de la carga positiva, sombreado azul y líneas alrededor de la carga negativa, una línea recta de 0 V a la mitad entre ellas, flechas de campo que van de la carga positiva a la negativa, y la punta roja de un voltímetro sobre la cuadrícula.

Física

Líneas equipotenciales y mapeo de campos eléctricos

Campos eléctricos

Potencial eléctrico

Líneas equipotenciales

Ley del inverso del cuadrado

Energía en los campos

Coloca cargas positivas y negativas sobre una cuadrícula tipo papel conductor, mide el voltaje con un voltímetro virtual y traza las líneas equipotenciales y las flechas de campo alrededor de una sola carga, de un dipolo y de cargas iguales.

Hoja de trabajo del laboratorio: PDF (en inglés) | Clave de respuestas: PDF (en inglés)

El laboratorio virtual de la ley de Faraday con un imán que cae: un imán de neodimio cae despacio por un tubo de cobre en corte sobre un soporte universal, con lazos de corrientes parásitas en cian arriba y abajo de él, flechas doradas del campo inducido y una flecha de frenado hacia arriba, mientras un imán idéntico en caída libre ya llegó a su bandeja.

Física

Ley de Faraday · Caída del imán

Inducción electromagnética

Ley de Faraday

Ley de Lenz

Corrientes parásitas

Rapidez terminal

Deja caer un imán de neodimio por tubos de cobre entero, cobre ranurado y plástico, revela las corrientes parásitas y los campos inducidos que hay adentro, y descubre por qué el cobre, que no es magnético, frena al imán casi por completo.

Hoja de trabajo del laboratorio: PDF (en inglés) | Clave de respuestas: PDF (en inglés)

¿Buscas simulaciones de química? Mira los Laboratorios virtuales de química.

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