Roteiro massa mola

SISTEMA MASSA-MOLA
Movimento Harmônico Simples (MHS)

1 Introdução
Muitos fenômenos naturais apresentam padrões temporais repetitivos. Movimento planetário, átomos vibrantes numa molécula, movimento de uma massa presa em uma mola e oscilação eletromagnética, são apenas alguns exemplos de movimentos de caráter periódico. O movimento harmônico simples pode ser convenientemente descrito por uma massa presa em uma mola de (massa desprezível) e que obedece a lei de Hooke (F= -kx). O nome harmônico vem do fato de que o movimento é descrito por uma função senoidal (ou cossenoidal) simples. Neste experimento, estes conceitos físicos serão empregados no sentido de ilustrar a medida de uma mesma grandeza física através de dois métodos diferentes e independentes; evidentemente, os resultados obtidos por meio de métodos alternativos, para a mesma grandeza física, devem ser equivalentes à luz das incertezas estimadas.

2 Objetivos
Calcular a Constante de uma mola dada através de dois métodos: dinâmico e estático.
Comparar os resultados à luz da estimativa de erro em cada método.

3 Contexto Teórico
Por definição, dizemos que um corpo executa uma movimento harmônico simples quando seu deslocamento X, em relação à origem do sistema de coordenadas, é dado, como função do tempo, pela relação:
X = Asen( ω t + α )
(1)
A grandeza ω t +α é o argumento da função seno e o parâmetro α é denominado fase inicial, isto é, o valor do argumento no instante t = 0. Como a função seno (ou cosseno) varia de -1 a +1, então a posição X varia entre x =
-A a x = +A. O deslocamento máximo, A, em relação à origem, é denominado amplitude do
MHS. A função seno repete-se cada vez que o seu argumento aumenta de 2π , logo, o deslocamento da partícula repetes-se após um intervalo de tempo de 2π /ω (veja Figura 1 abaixo). A freqüência f de um MHS é igual ao número de oscilações completas por unidade de tempo; assim, f = 1/T. A grandeza ω, denominada freqüência angular