Mecánica clásica
Oscilaciones, fuerzas, energía, colisiones y rotación
- NuevoUniversidad / investigación
Anillo de vórtice (de humo)
Vórtice toroidal autopropulsado en sección 2D: un par de núcleos Lamb–Oseen contrarrotantes deriva a V_self ≈ Γ/(4πa).
- NuevoUniversidad / investigación
Inestabilidad de Rayleigh–Taylor
Fluido pesado sobre fluido ligero: los modos de Fourier crecen como exp(σt), σ = √(A g k); bajan «hongos» característicos.
- NuevoUniversidad / investigación
Ondas de Faraday
Bombeo paramétrico de una capa delgada de líquido: ecuación de Mathieu; el modo subarmónico da franjas, cuadrados o hexágonos.
- NuevoUniversidad / investigación
Líneas de corriente en un perfil de Joukowski
Flujo potencial alrededor de un perfil de Joukowski: franjas de la función de corriente; la circulación la fija la condición de Kutta.
- PopularEscuela
Tiro parabólico
Tiro parabólico: ángulo, velocidad inicial y g. Trayectoria parabólica, alcance y gráficas x(t), v(t).
- NuevoEscuela
Trabuquete
Palanca con contrapeso: el momento de la fuerza acelera la carga hasta el ángulo de suelta elegido. El alcance depende de las masas y de…
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Cadena que se desliza de una mesa
Cadena uniforme en el borde liso de una mesa: el tramo que cuelga tira; la fricción en el tablero retiene. La aceleración crece con el vo…
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Pila de bloques y fricción
Se tira en horizontal del bloque de abajo: la fricción entre capas limita el corte. Compárese con la estimación de pila rígida.
- NuevoUniversidad / investigación
Estabilidad de la bicicleta (2D)
Vista de lado: inclinación, avance de la horquilla y momento giroscópico de las ruedas. De la velocidad y del avance depende si la bicicl…
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Péndulo elástico
Péndulo elástico en el plano: el balanceo y el estiramiento del resorte están acoplados; la energía pasa de un modo al otro. Casos con tr…
- NuevoEscuela
Resonancia de un puente (un modo)
Un modo flexional del tramo como oscilador amortiguado: barrido de la frecuencia de excitación ω cerca de √(k/m). Casos de «paso» y ζ peq…
- NuevoEscuela
Burbuja que asciende (Arquímedes)
Una burbuja de gas ideal se expande al subir (p = p_atm + ρgy); el empuje contra el peso y la fuerza de Stokes — gráficas de profundidad…
- NuevoEscuela
Transmisión por correa y deslizamiento
Dos poleas: la diferencia de tensiones la limitan μ y el ángulo de abrazo θ (e^{μθ}); el momento de carga frente a τ_max y un deslizamien…
- Escuela
Caída libre
Suelte cuerpos de distinta masa, si quiere con resistencia del aire. Compare con el resultado de Galileo: la aceleración no depende de la…
- Escuela
Movimiento uniforme y uniformemente acelerado
Dos cuerpos uno al lado del otro: uno con velocidad constante, el otro desde el reposo con aceleración constante.
- Escuela
Movimiento relativo
Un bote que cruza el río y un avión con viento: suma de vectores de velocidad.
- Escuela
Movimiento circular
Cuerpo sujeto a un hilo: vectores de aceleración centrípeta y de fuerza.
- PopularEscuela
Diagrama de fuerzas
Varias fuerzas sobre un mismo cuerpo: resultante y aceleración a = ΣF/m.
- NuevoNiños
Cuna de Newton
Conservación de la cantidad de movimiento y de la energía en una fila de esferas que oscilan.
- Escuela
Plano inclinado
Ángulo de inclinación y coeficiente de fricción. Componentes de las fuerzas y movimiento del bloque.
- NuevoEscuela
Trabajo y eficiencia en el plano inclinado
Trabajo W = F·s en el plano inclinado: peso, fricción y eficiencia η = ΔU/W_F. Hay un caso de deslizamiento.
- Escuela
Fuerza de fricción
Fricción estática y fricción cinética; el coeficiente se regula con el control.
- NuevoEscuela
Deslizamiento hasta el reposo
Velocidad inicial sobre una mesa rugosa: desaceleración constante μ_k g, tiempo y distancia hasta el reposo.
- Escuela
Máquina de Atwood
Dos masas unidas por una polea. Cambie las masas y observe la aceleración y la tensión.
- Escuela
Peso aparente en el elevador
Persona sobre una báscula en un elevador: el peso aparente es N = m(g ± a) cuando la cabina acelera.
- PopularEscuela
Conservación de la energía
Esfera en una rampa: energías cinética, potencial y total en tiempo real.
- NuevoEscuela
Campo de fuerzas unidimensional
Plantillas de U(x), F = −U′, cuenta sobre el potencial, plano fase (x, v) y E(t).
- Escuela
Choques en una dimensión
Choques elásticos e inelásticos de dos cuerpos en una recta; cantidad de movimiento y energía cinética.
- Escuela
Choques en dos dimensiones
Choques elásticos de dos discos en el plano; se pueden cambiar masas, velocidades y el ángulo de impacto.
- Escuela
Momento de una fuerza y equilibrio
Viga sobre un apoyo. Coloque masas para equilibrarla o hacerla volcar.
- NuevoEscuela
Clases de palancas
Palancas de primera, segunda y tercera clase: brazos, momento respecto al punto de apoyo, ventaja mecánica.
- NuevoEscuela
Poleas y polipastos
n ramales que sostienen la carga, la misma tensión T en la cuerda, ventaja mecánica ideal = n, F = T.
- PopularEscuela
Péndulo simple
Período de oscilaciones pequeñas T = 2π√(L/g). Varíe la longitud, la masa y g; observe el amortiguamiento.
- NuevoEscuela
Péndulo cónico
Cono estacionario: ω(θ, L), vectores T y mg; se compara el período de revolución T_rev con el período T₀ del péndulo simple.
- NuevoEscuela
Péndulo físico
Barra delgada y homogénea: el punto de suspensión recorre L; I y T(δ); longitud equivalente L_eq.
- NuevoEscuela
Choque de péndulos
Dos péndulos simples: choque a lo largo de la línea de centros, coeficiente de restitución e; entre choques, la ecuación θ̈.
- NuevoEscuela
Dinámica del yo-yo
Desenrollado del hilo: a = g/(1+I/mr²), T, α; momento de fricción τ opcional.
- NuevoEscuela
Frenado de rotación con yo-yo
L = const: ω_f = ω_0(I+2mr_i²)/(I+2mL²) al desplegar los cables desde r_i hasta L.
- NuevoNiños
Lámina elástica y canica
Altura de la superficie ∝ −Σm/r; la canica rueda a lo largo de −∇h — metáfora de inmersión, no relatividad general.
- NuevoNiños
Caída de un slinky
Cadena unidimensional: se suelta el anclaje superior; el extremo inferior se retrasa hasta que llega la onda de tensión — modelo didáctic…
- NuevoEscuela
Sincronización de los péndulos de Huygens
Dos péndulos simples sobre un soporte común móvil se acoplan con el término κ(θ₁ − θ₂). Con el tiempo las fases convergen a un régimen sí…
- NuevoEscuela
Péndulo balístico
Una bala choca contra un bloque suspendido: choque perfectamente inelástico o con coeficiente de restitución e. Del impulso se obtiene ω₀…
- NuevoEscuela
Centro de masa de un sistema
De dos a cuatro cuerpos o una varilla: posición y velocidad del centro de masa. «Explosión» interna con ΣΔp = 0; en las gráficas, |P| y |…
- NuevoEscuela
Automóvil en una curva
Curva horizontal: v_max = √(μgR), comparación de F_c y μmg. Peralte ideal sin fricción: tan θ = v²/(gR). Vista superior y vista de lado.
- NuevoUniversidad / investigación
Suspensión de un cuarto de auto
Carrocería y rueda en suspensión vertical: masas suspendida y no suspendida, rigideces Kₛ y Kₜ, amortiguador Cₛ. El camino es senoidal; l…
- NuevoEscuela
Cuerda en un cilindro
Relación límite de tensiones T₂ = T₁ e^{μφ}: coeficiente de fricción μ y ángulo de abrazamiento φ. Vista superior y gráfica de T₂/T₁ fren…
- NuevoEscuela
Ley de Hooke
Gráfica F = kx; el trabajo es el área W = ½kx²; curva de energía potencial U(x).
- NuevoPopularUniversidad / investigación
Péndulo doble
Dos péndulos acoplados: movimiento caótico y traza de la masa inferior.
- Escuela
Masa-resorte
Masa-resorte: oscilaciones armónicas con constante k y amortiguamiento. El período es T = 2π√(m/k).
- NuevoEscuela
Oscilaciones acopladas
Dos masas y tres resortes: modos normales ωₛ, ωₐ y pulsaciones.
- NuevoEscuela
Oscilaciones forzadas
Oscilaciones forzadas amortiguadas: transitorio y curva de resonancia A(ω).
- Niños
Principio de Arquímedes
Principio de Arquímedes: el empuje es igual al peso del líquido desplazado. El cuerpo flota o se hunde según la densidad.
- NuevoEscuela
Ecuación de Bernoulli
Ecuación de Bernoulli: en el estrechamiento del tubo la rapidez crece y la presión estática baja. Continuidad A₁v₁ = A₂v₂.
- NuevoEscuela
Prensa hidráulica
Prensa hidráulica y principio de Pascal: la presión en el líquido es la misma. El pistón grande da más fuerza: F₂ = F₁ · (A₂/A₁).
- NuevoUniversidad / investigación
Propulsión de un cohete
Cohete de masa variable: empuje ṁu, ecuación de Tsiolkovski Δv = u ln(m₀/m_f), despegue vertical con gravedad.
- NuevoEscuela
Momento angular
Momento angular: dos masas iguales en una varilla, I = 2mr². Si L es constante, cambiar r o m cambia la velocidad angular ω.
- NuevoEscuela
Rodadura y deslizamiento de un disco
Rodadura sin deslizamiento v = ωR y deslizamiento puro. Energía cinética de traslación y de rotación; disco I = ½mR² y aro I = mR².
- NuevoUniversidad / investigación
Precesión del giroscopio
Momento del peso τ = mgd y momento angular propio L = Iω. Precesión estacionaria Ω ≈ τ/L; esquema sin nutación.
- NuevoEscuela
Efecto Coriolis
Disco sobre una plataforma giratoria sin fricción: trayectoria curva en el sistema rotatorio y recta en el inercial.
- NuevoEscuela
Rebote contra una pared
Partícula en un rectángulo: paredes lisas, coeficiente de restitución e y, si se desea, peso. Traza de la trayectoria y gráfica de la ene…
- NuevoEscuela
Choque oblicuo contra una pared
Una partícula choca contra una pared lisa inclinada: la velocidad normal cambia de signo y se multiplica por el coeficiente de restitució…
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Dispersión de Rutherford
Partícula alfa en un campo de Coulomb repulsivo: órbita hiperbólica, parámetro de impacto y ángulo de dispersión.
- NuevoUniversidad / investigación
Vórtice ideal
Campo de velocidades v_θ = Γ/(2πr): la circulación es constante; el flujo es irrotacional en todas partes salvo en el eje.
- NuevoEscuela
El antebrazo como palanca de tercera clase
Apoyo en el codo, carga en la mano, músculo anclado cerca de la articulación: condición de equilibrio de momentos.
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Vasos comunicantes
En los vasos comunicantes las superficies libres de un mismo líquido quedan a la misma altura. En el manómetro en U, ΔP = ρgΔh.
- NuevoEscuela
Máquinas simples
Cuña, rueda y eje, y tornillo: la ventaja mecánica ideal sale de la geometría, sin fricción.
- NuevoEscuela
Estática del arco y de la cuña
El arco de piedra transmite la compresión por la curva; la cuña descompone la carga vertical en empuje lateral.
- NuevoEscuela
Comportamiento de bandada
Agentes en un toro: separación, alineación y cohesión; el cursor repele como un depredador.
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Vida de partículas
Seis tipos en un toro; fuerzas de a pares según una matriz. Plantillas: cúmulos, gusanos, espuma.
- NuevoUniversidad / investigación
Sección de Poincaré del péndulo doble
Puntos (θ₁, ω₁) cuando la segunda varilla pasa por la vertical de abajo con ω₂ > 0. El integrador es Runge–Kutta de cuarto orden.
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Catenaria
Hilo flexible y homogéneo entre apoyos a la misma altura: y = a cosh(x/a); flecha, longitud de arco, tensión.
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Efecto Magnus
Una pelota que gira en el aire: la fuerza de Magnus ~ ω × v tuerce la trayectoria; al lado, el mismo lanzamiento sin rotación.
- NuevoEscuela
Superficie libre de un líquido
En un tanque con aceleración a la superficie es un plano, tan α = a/g. En una cubeta que gira, un paraboloide z = (ω²/(2g)) r².
- NuevoUniversidad / investigación
Golpe de ariete
Parada brusca del flujo en una tubería: onda de presión, fórmula de Joukowsky ΔP ≈ ρ a V.
- NuevoEscuela
Péndulo de Foucault
El plano de oscilación gira con velocidad angular Ω_eff = Ω_E sin|λ|, donde λ es la latitud.
- NuevoNiños
Trompo Tippe
Trompo esférico con el centro de masa desplazado: la fricción en el borde lo vuelca sobre el vástago.
- NuevoUniversidad / investigación
Péndulo de Kapitza
El punto de suspensión oscila en vertical: una excitación rápida puede estabilizar la posición invertida. θ̈ + (g/L) sin θ ≈ (Aω²/L) cos(…
- NuevoNiños
Piedra celta
Cuerpo asimétrico: el giro en un sentido es estable; en el otro se balancea y cambia de signo.
- NuevoEscuela
Rueda de Maxwell
Un disco desenrolla el hilo de un eje delgado: la energía potencial pasa a traslación y rotación, a = g / (1 + I/(M r²)).
- NuevoUniversidad / investigación
Problema de la braquistócrona
Cuentas que deslizan por una recta, un arco de circunferencia y una cicloide con v = √(2gy); la cicloide da el tiempo mínimo de descenso.
- NuevoEscuela
Cadena de péndulos acoplados
N péndulos con resortes entre vecinos según el ángulo θ: onda tras un impulso al centro y reflexiones en los extremos.
- NuevoUniversidad / investigación
Escalera que se desliza
Pared y piso lisos: θ̈ = −(3g/2L) cos θ; al soltar desde el reposo la reacción de la pared se anula cuando sin θ = (2/3) sin θ₀.
- NuevoEscuela
Ángulo de reposo
Montículo de arena en una red unidimensional: avalanchas hasta que las pendientes entre celdas vecinas queden ≤ μ = tan α; la línea verde…
- NuevoUniversidad / investigación
Péndulo invertido sobre un carrito
Fuerza horizontal sobre el carrito y varilla articulada: ecuaciones acopladas para x y θ; el equilibrio se sostiene a mano.
- NuevoNiños
Juguete del pájaro carpintero
Casquillo con fricción seca en una varilla: adherencia, carga del resorte y luego deslizamiento — un ciclo cualitativo.