Oscilações Mecânicas

Oscilações Mecânicas
(Mechanical Oscillations)
Vicente Silva Mattos
Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo
Resumo
Neste trabalho, observamos o movimento oscilatório de um sistema do tipo massa-mola, em três diferentes sistemas: o oscilador livre, o oscilador amortecido e o oscilador forçado amortecido.
Abstract
In this study, we observed the oscillatory motion of a mass-spring type system, in these three different systems: the free oscillator, the damped oscillator and the forced damped oscillator.

1. Introdução
2. No desenvolver do experimento, foi analisado o movimento oscilatório, ou seja, periódico, de um sistema do tipo massa-mola. Tal classe de movimentos é de grande importância por se tratar de eventos que se repetem em intervalos de tempos iguais.
3. Equações envolvidas em movimentos oscilatórios são chamadas de equações diferenciais. Tais equações envolvem conhecimento de cálculo diferencial, logo são de maior complexidade.
4. Descrição experimental
5. Para o estudo e análise das oscilações, foram utilizados:
6. -Régua;
7. -Cronômetro digital;
8. -Proveta com água;
9. -Sistema massa-mola, cuja massa do corpo é de 6,14g;
10. -Oscilador mecânico (força externa).
11. Descrição Teórica e Experimental
11.1. Oscilador Livre
12. O oscilador livre é um sistema composto por um corpo de massa m, preso a uma mola de constante elástica k, que pode ser distendida ou comprimida de um comprimento x. O sistema se move sem atrito.
13. Neste sistema, apenas a força restauradora da mola age sobre o corpo, então, pela lei de Hooke:
14. Felástica = -k x (1) Pela Segunda Lei de Newton, que diz que a soma de todas as forças que agem sobre um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração deste corpo, no sistema, temos que:
15. F = -k x = m a (2)
16. A aceleração do corpo pode ser descrita como a segunda derivada da função posição de um corpo, em função do tempo:
17.