Movimento Harmonico Simples
Neste experimento vamos estudar um modelo de Movimento Harmônico Simples, conhecido como sistema massa-mola ou oscilador livre.
Muitos comportamentos oscilatórios surgem a partir da existência de forças restauradoras que tendem a trazer ou manter sistemas em certos estados ou posições, sendo essas forças restauradoras basicamente do tipo forças elásticas, obedecendo, portanto, a Lei de Hooke (F = -kx). Quando deslocamos o corpo da posição de equilíbrio e o soltamos, o mesmo passa a oscilar com uma frequência característica e sofre uma aceleração. Aplicando a Segunda Lei de Newton e associando-a com fórmula da Lei de Hook, teremos:
m.a=-K.m
que é uma das formulas que usaremos para encontrar k. Usando um sistema massa mola, esticando a mola uma distancia x, ao solta-la vemos que a massa presa a mola acelera.
Sabendo que , obtemos a resposta para tal equação diferencial como sendoX(t)= A cós(wt+ø)
Onde A é a amplitude do movimento oscilatório e o ângulo é conhecido como constante de fase. A função X(t) é periódica e o seu valor é o mesmo cada vez que wt aumenta 2π radianos. Desta forma, a freqüência angular e o período são dados por:
;
2. Objetivos:
Com essa prática pretende-se determinar a constante elástica de uma mola e estudar a dependência do período de oscilação de um sistema massa-mola com varias massas diferentes.
3. Materiais e Métodos:
3.1 Os materiais utilizados foram:
1 haste de apoio
1 balança
1 régua dividida em milímetros
Pesos distintos
1 suporte para pesos
2 molas de aço
3.2 Procedimento Experimental:
3.2.1: Nesta primeira parte do experimento, o objetivo era calcular a constante elástica da mola. Para isso, montou-se um aparato com a mola ligada à haste de apoio em uma das pontas e na outra ponta o suporte para pesos. O peso foi posicionado sobre o suporte de forma a deformar as molas. A deformação foi medida utilizando-se a régua e se repetiu isto para os demais pesos e os valores