Movimento harmonico

Centro Federal de Educação Tecnológica – Campus II

Roteiro práticas de Física Experimental II
Movimento Harmônico Simples
INTRODUÇÃO Considere o sistema massa‐mola mostrado na Figura 1. Um objeto, de massa m , está em equilíbrio, dependurado na extremidade de uma mola de constante elástica k. Ao ser deslocado, verticalmente, de x, a partir da posição de equilíbrio e, em seguida, solto, o objeto fica submetido a uma força resultante, cujo módulo é Assim, pela 2ª Lei de Newton tem‐se,

é a posição do objeto no instante t. onde Uma solução dessa equação diferencial é em que A é a amplitude, é a freqüência angular (

sendo T o período do movimento) e é a constante de fase do movimento do objeto. Esse tipo de movimento oscilatório é chamado de movimento harmônico simples. Mostre que, para a equação 3 ser um solução da equação 2 , a freqüência angular deve ser dada por:

Esboce o gráfico x versus t para o movimento descrito , identificando, nesse gráfico, a amplitude e o período do movimento. Indique que tipo de alteração haverá no gráfico se a constante de fase for alterada. Em função da expressão x(t) pode‐se escrever o módulo da força resultante sobre o objeto como Mostre que a relação entre amplitude de oscilação da posição A e a da força PARTE EXPERIMENTAL Objetivos Medir e analisar o movimento de um sistema massa‐mola oscilante. Calcular a constante elástica da mola nesse sistema.

 Material Utilizado mola, massa, cronômetro e suportes. PROCEDIMENTOS Nesse experimento, será medida a força que atua em um objeto que oscila na extremidade de uma mola. Para isso, faça a montagem ilustrada na figura . A mola é solicitada por uma força variável conforme é deformada no movimento de oscilação da massa. • Procure familiarizar‐se com comportamento do sistema quando colocado a oscilar verticalmente. • A partir do ponto de repouso, levante a massa de uma altura de 10 cm. Solte a