Movimento harmonico simples

FÍSICA EXPERIMENTAL ll
Experiência 2

14 de Setembro
2011

Objetivos:
Teve-se o intuito de determinar o comportamento do período de um oscilador massa-mola em função da massa pendurada em uma mola. Além disto determinar a constante de elasticidade da mola utilizando-se de um estudo que leve à previsão teórica deste comportamento.

Introdução Teórica:
O movimento harmônico simples é um fenômeno periódico, oscilatório, que se repete indefinidamente. Para a ocorrência da oscilação de um corpo (oscilador harmônico) é necessário a existência de uma força restauradora atuante sobre o mesmo, que faça o corpo em estudo retornar à sua posição de equilíbrio. Exemplos deste tipo de oscilação são o sistema massa-mola (em que a força restauradora é a força elástica da mola) e o pêndulo (no qual a força restauradora é a componente horizontal da força peso), quando desconsiderados a força de atrito do ar.
Um movimento harmônico simples obedece necessariamente a Lei de Hooke:
Logo, a força restauradora deve ser proporcional ao deslocamento.
Igualando a segunda lei de Newton com a lei de Hooke, obtemos que a aceleração de um MHS é dada por: ax=-kmx O estudo de movimentos periódicos envolvem outros conceitos importantes.
A amplitude (A) é o deslocamento máximo do corpo a partir do equilibrio. Um ciclo é uma oscilação completa, quando o corpo retorna ao ponto inicial do estudo. O período (T) compreende o tempo gasto pelo corpo para percorrer um ciclo, enquanto a frequência (f) é o número de ciclos em uma determinada unidade de tempo.
A freqüência angular natural (ω), número de oscilações por quantidade de tempo, depende de k (constante elástica da mola) e m (massa do corpo que está oscilando), sendo expressa pela equação: ω=km Relacionando o MHS com o movimento curvilíneo simples obtemos as equação que descreve o deslocamento do oscilador harmônico. x=Acosωt+∅ Sendo que ∅ expressa a fase inicial (posição inicial) do estudo, e t é o