Resumen de The spring-mass experiment as a step from oscillationsto waves: mass and friction issues and their approaches

Ilario Boscolo, Ruth Loewenstein

• español

  El experimento resorte-masa es un paso en una secuencia de seis prácticas cada vez más complejas de oscilaciones a ondas en el que cubrimos el programa del primer año del laboratorio. Ambas oscilaciones libres y forzadas son investigadas. El resorte-masa se carga posteriormente con un disco para introducir la fricción. La sucesión de pasos es: determinación de la constante del resorte tanto por la ley de Hooke y la ley de oscilación frecuencia-masa, reducción del tiempo de medición, y representación de curvas de fase y resonancia. Todos los controles cruzados entre cantidades y leyes se realizan aplicando las normas de compatibilidad. Se discute la masa no despreciable del resorte y los problemas específicos de física y enseñanza derivados de la fricción. Se analizan las formas de onda complejas generadas en los desplazamientos. Se describen en términos generales los procedimientos utilizados en el experimento para mejorar la capacidad de los alumnos para manejar los equipos, para elegir adecuadamente los aparatos, para poner de manera crítica la teoría en práctica, y para practicar el tratamiento de los datos con métodos estadísticos.

• English

  The spring-mass experiment is a step in a sequence of six increasingly complex practicals from oscillations to waves in which we cover the first year laboratory program. Both free and forced oscillations are investigated. The spring-mass is subsequently loaded with a disk to introduce friction. The succession of steps is: determination of the spring constant both by Hooke's law and frequency-mass oscillation law, damping time measurement, resonance and phase curve plots. All cross checks among quantities and laws are done applying compatibility rules. The non negligible mass of the spring and the peculiar physical and teaching problems introduced by friction are discussed. The intriguing waveforms generated in the motions are analyzed. We outline the procedures used through the experiment to improve students' ability to handle equipment, to choose apparatus appropriately, to put theory into action critically and to practice treating data with statistical methods.