D119. Mòdul 4. Pràctica 4.IP

Mòdul 4

Simulacions amb l'Interactive Physics

Pràctica

Exercicis

	Distribució de càrregues

	L'Interactive Physics defineix pels cossos un valor de càrrega positiva d'1,0 10^-4 C que es pot modificar activant la finestra Propiedades. Dins del menú Mundo es poden establir forces electrostàtiques activant l'opció Electrostática o bé l'opció Campo de fuerza. Durant aquesta pràctica veureu algunes possibles utilitzacions del programa per simular situacions on intervenen aquestes forces.
		La finestra electrostàtica en l'opció Prendida mostra un valor de constant K = 8,99 10⁹ N m^-2 C^-2 que es pot modificar introduint un nou valor o mitjançant el lliscador. El programa considera una distribució de càrrega concentrada en el centre de massa dels cossos. Dins del mateix menú Mundo, l'opció Campo de fuerza també permet introduir forces electrostàtiques, però aquesta opció s'introduirà a la pràctica següent i es completarà al mòdul 6.

	Com evoluciona una distribució de càrregues?

	Quan s'activa l'opció electrostàtica, es poden fer simulacions senzilles i efectives que ajudaran a la discussió dins de l'aula. Amb un dibuix ràpid es pot fer una predicció sobre el que passarà davant una distribució de càrregues i la predicció es pot valorar immediatament en arrancar la simulació. Alguns exemples poden ser els següents: Desactiveu l'opció Gravedad i activeu l'opció Electrostàtica. Quatre càrregues es troben als vèrtexs d'un quadrat. Totes quatre tenen el mateix valor de càrrega, però les representades amb color verd són positives i les representades amb color vermell són negatives. Com es mouran en arrancar la simulació?

		Com evolucionarà la distribució de càrregues si canvien les posicions? Si voleu, podeu mostrar el signe de les càrregues, activant l'opció Mostrar cargas, dins del menú Ventanas\| Apariencia.
	Guardeu la simulació amb el nom m4p4.ip.

	Principi de superposició

	El principi de superposició es pot visualitzar fàcilment: Col·loqueu quatre càrregues positives als vèrtexs d'un quadrat i ancoreu-les. Situeu una càrrega negativa al punt intermedi del quadrat i arranqueu la simulació. Canvieu la coordenada Y de la partícula negativa i podreu veure el moviment d'oscil·lació d'aquesta càrrega al llarg de la direcció vertical (almenys durant unes oscil·lacions).
	Per visualitzar les forces, podeu seleccionar la càrrega negativa i utilitzar l'opció del menú Definir \| Vectores \| Fuerza electrostática. La definició dels vectors es tracta al mòdul següent més detingudament, però per a aquestes simulacions resulta molt interessant definir-los. Si necessiteu canviar la longitud dels vectors, accediu a Definir \| Longitud de vectores.
	Guardeu la simulació amb el nom m4p4a.ip.

	Efecte de dues càrregues fixes sobre un dipol

	La figura representa un dipol que es veurà afectat en el seu moviment per dues càrregues fixes, una de positiva i una altra de negativa. Es poden utilitzar els valors de càrrega definits pel programa: 1,0 10^-4C. Per crear el dipol, heu de dibuixar un rectangle (amb càrrega zero) i dos cercles amb càrregues i guals però de diferent signe. Connecteu els cercles al rectangle mitjançant articulacions rígides. Col·loqueu una articulació de clavilla al centre de masses del rectangle. Dibuixeu i ancoreu dos nous cercles, un amb càrrega negativa (vermell) i un altre amb càrrega positiva (verd) en posicions similars a les de la figura. Arranqueu la simulació. La simulació resulta més interessant si es mostren com canvien els vectors força durant el moviment de rotació del dipol. Per visualitzar els vectors, seleccioneu els quatre cercles i activeu el menú Definir \| Vectores \| Fuerza electrostàtica. Arranqueu de nou la simulació i guardeu-la amb el nom de m4p4b.ip.
	Pràctica 5