Oscilações num sistema Massa-Mola
Este relatório apresenta os resultados de um experimento onde o objetivo é determinar o valor da constante k de uma mola. O primeiro procedimento experimental consistiu em variar a quantidade de massa presa à mola e verificar a variação no deslocamento. O segundo experimento consistiu em provocar oscilações no sistema com diferentes massas para verificar a amplitude e o período de oscilação. Foi possível determinar um valor para a constante k da mola utilizada de aproximadamente 16,197 N/m.
INTRODUÇÃO
Diversos problemas podem ser reduzidos a osciladores harmônicos, pois apresentam padrões temporários repetitivos, dentre esses problemas temos o movimento de uma massa presa em uma mola.
Seja um sistema em situação de equilíbrio estável. Quando esse sistema é levemente afastado dessa situação e liberado, passa a executar um movimento periódico ou oscilatório, em torno da posição de equilíbrio, chamado de Movimento Harmônico Simples (MHS), se não existirem forças dissipativas.
O oscilador massa-mola é constituído de um corpo de massa m ligado a uma mola de constante elástica k, presa a uma parede. O corpo executa MHS sobre uma superfície sem atrito.
Figura 1 - Sistema massa-mola Quando a mola é comprimida (ou esticada) e liberada, o corpo passa a executar um movimento unidimensional de vai-vai, dirigido pela força restauradora exercida pela mola:
Onde x é a deformação unidimensional da mola. O sinal negativo indica que a força é sempre contrária à deformação, isto é: se x > 0 , então, F < 0; e se x < 0 , então, F > 0. Daí, portanto, o nome de força restauradora, aquela que age no sentido de restaurar o estado de equilíbrio estável original. A equação 1 é válida apenas para pequenas deformações da mola (Lei de Hooke).
Como a superfície não tem atrito, esta é a única força que atua sobre o bloco, logo é a força resultante, caracterizando um MHS.
Sendo assim, o período de oscilação do sistema é dado por:
Este relatório tem como objetivo