Movimento harmonico simples

Oscilador Harmônico Simples e Amortecido

1 - Conceitos relacionados
Oscilação, freqüência, período, constante elástica, constante de amortecimento, movimento harmônico simples, movimento harmônico amortecido.

2 – Objetivos
Verificar experimentalmente o comportamento do movimento harmônico simples e do movimento harmônico amortecido.

3 - Método utilizado
Um sistema massa-mola é colocado para oscilar na direção vertical, sendo monitoradas as oscilações com a medição dos períodos de oscilação do sistema com um cronômetro e com um sistema de aquisição de dados assistido por computador.

4 - Equipamentos
1 interface Pasco SW500
1 sensor de força
1 cabo para sensor digital Pasco
1 suporte universal em Y
1 mufa 90º
1 haste de aço com 70 cm
1 haste de aço com 40 cm
1 mola helicoidal
1 conjunto de massas
1 conjunto de discos para amortecimento

5 - Fundamentos Teóricos
Oscilações são encontradas em todos os campos da
Física. Nos sistemas mecânicos vibratórios, existe movimento de oscilação de uma massa m sob a ação de uma força restauradora. Podemos citar como exemplos de sistemas mecânicos vibratórios os pêndulos, diapasões, cordas de instrumentos musicais, colunas de ar em instrumentos de sopro, etc.
5.1 – Movimento Harmônico Simples
Consideremos um sistema composto por uma massa m presa a uma mola cuja constante elástica é k, conforme diagrama apresentado na Figura 1.

Figura 1 – Diagrama de forças em um sistema massa-mola.

A Figura 1(a) representa a mola pendurada, sem qualquer força agindo sobre ela. A Figura 1(b) representa uma situação de equilíbrio estável da massa m, na qual agem a força restauradora da mola FR = −kx e a força peso FW = mg , sendo nula a força resultante sobre m. A Figura 1(c) representa a amplitude A da compressão (ou elongação) inicial da mola resultante da aplicação da força F = kA , para ter início o movimento de oscilação.
Se o sistema oscilar livremente, sem amortecimentos, as