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Introdução Um dos comportamentos oscilatórios mais simples de se compreender é o Movimento Harmônico Simples, sendo encontrado em vários sistemas, podendo ser estendido a muitos outros com variações. 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 Um sistema conhecido que se comporta dessa maneira é o sistema massa-mola (observe a Figura 1). Consiste em um corpo com massa de valor m, presa por uma das extremidades a uma certa mola de fator de restauração k (também chamado constante de deformação), enquanto a outra extremidade está ligada a um ponto fixo.
A lei de Hooke é a lei da física relacionada à elasticidade de corpos, que serve para calcular a deformação causada pela força exercida sobre um corpo, tal que a força é igual ao deslocamento da massa a partir do seu ponto de equilíbrio vezes a característica constante da mola ou do corpo que sofrerá deformação:
No SI, F em newtons, k em newton/metro e Δl em metros. Nota-se que a força produzida pela mola é diretamente proporcional ao seu deslocamento do estado inicial (equilíbrio). O equilíbrio na mola ocorre quando ela está em seu estado natural, ou seja, sem estar comprimida ou esticada. Após comprimi-la ou estica-la, a mola sempre faz uma força contrária ao movimento, calculada pela expressão acima.
Para determinar a constante elástica de uma mola helicoidal em um sistema vertical e estático, realiza-se um procedimento simples, coloca-se uma massa pendurada na mola, e quando o equilíbrio for recomposto tem-se que a força elástica se iguala a força peso causada pela massa:
Substituindo a Lei de hooke temos:
m.a = -K.x sabendo que a