fisica trilho de ar

O trilho de Ar
O trilho de ar foi projetado para diminuir as forças de atrito, fazendo com que um corpo se desloque sobre uma camada de ar, o que elimina o contato direto entre a superfície do trilho e superfície do corpo. Esse corpo será aqui chamado de carrinho. O sistema é construído de tal forma que ao longo de toda extensão do trilho existam pequenos orifícios, os quais são responsáveis pela saída de ar proveniente do compressor. Portanto, existe uma camada de ar que mantém o carrinho “flutuando” e com atrito reduzido. Dessa forma, nesta prática experimental podemos desprezar a perda de energia por atrito entre o trilho e o carrinho.
Na pratica, uma “mola real” obedece à lei de Hooke ate certo valor de deformação que chamamos de limite elástico. A partir deste valor, a deformação da mola se torna permanente. Podemos usar o fato da forca restauradora de uma mola ser proporcional a sua deformação para medir forcas em situações estáticas.
O oscilador harmônico é um sistema muito utilizado. Esse é um modelo de sistemas macroscópicos, como vibrações na rede (fônons), e microscópicos do átomo, sendo ainda um dos poucos sistemas físicos que tem solução exata.
F = - K x (1)
A força restauradora que atua sobre uma massa M presa a uma mola de constante K é:
Onde xé o alongamento ou encurtamento da mola e K é chamada de constante elástica da mola. Seu valor e uma característica da mola.
A velocidade da massa é: v = dx/dt e a aceleração a = dv/dt = / •. Pela 2ª lei de
Newton:
Na equação (2) não é totalmente satisfatória, pois, não permite alcançar o objetivo básico: prever o movimento. Assim, devemos transformar a equação no tipo x = f(t). Em cálculo aprenderemos resolver equações diferenciais. No laboratório usaremos o método empírico. Sabemos que um corpo preso a uma mola irá oscilar. Sabemos também que as funções seno e/ou co-seno descrevem oscilações. Tentemos então a função:
Sendo o a frequência angular. Substituindo x e sua segunda derivada em (2)