Movimento harmonico simples

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – CCET
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATÓRIO DE FÍSICA II

MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES (MHS)

ACADÊMICOS: CÓDIGOS:
ALLEN GREYSON GOMES MENDES EQ10220-60
BISMARQUE PIRES NUNES JÚNIOR EQ10202-58
MÁRIO RAMOS SILVA DE ARAÚJO EQ10203-59

TURMA: 09 PROFESSORA: MARILSA MOTA

SÃO LUÍS, 21 DE SETEMBRO DE2011
I. RESUMO:
A prática realizada consiste em determinar experimentalmente o valor da constante elástica k por meio de equações matemáticas oriundas da Lei de Hooke, a fim de comparar os valores obtidos com diferentes massas e, consequentemente, diferentes deformações, visando traçar um gráfico Fi x ΔLi.
II. INTRODUÇÃO:
Os movimentos harmônicos simples estão presentes em váriosaspectos de nossas vidas, como nos movimentos do pêndulo de um relógio, de uma corda de violão ou uma mola. Esses movimentos realizam um mecanismo de “vaivém” em torno de uma posição de equilíbrio, sendo caracterizados por um período e por uma freqüência. Pretendemos, neste experimento, compreender este movimento, bem como suas peculiaridades, e determinar a constante elástica da mola k em N/m atravésdesde movimento harmônico simples e de suas equações para um oscilador harmônico simples.
III. PARTE TEÓRICA:
Um movimento periódico é aquele que se repete em intervalos de tempos iguais. Mais precisamente, poderíamos dizer que, no movimento periódico, o móvel ao ocupar, sucessivamente, a mesma posição na trajetória, apresentará sempre a mesma velocidade e aceleração e que o intervalo de tempopara que ele se encontre duas vezes nessa posição, é sempre o mesmo. Deste tipo são:
a) movimento circular uniforme,
b) o movimento da Terra em torno do Sol,
c) o movimento de um pêndulo,
d) o movimento de uma lâmina vibrante,
e) o movimento uma massa presa à extremidade de uma mola, etc.

Como as equações do movimento periódico são expressas a partir das funções seno e co-seno, ele tambémé chamado movimento harmônico.
Período (T), de um movimento periódico, é o tempo decorrido entre duas passagens consecutivas do móvel por um mesmo ponto da trajetória (apresentando as mesmas características cinemáticas). Como se trata de um intervalo de tempo, a unidade de período é o segundo.
Freqüência (f), de um movimento periódico, é o inverso do período. Numericamente, a freqüênciarepresenta o número de vezes que o móvel passa por um mesmo ponto da trajetória, com as mesmas características cinemáticas, na unidade de tempo. A unidade de freqüência é o inverso da unidade de tempo, ou seja, 1/segundo. Esta unidade é também chamada "Hertz" (Hz).
Um dos comportamentos oscilatórios mais simples de se entender, sendo encontrado em vários sistemas, podendo ser estendido a muitos outroscom variações é o Movimento Harmônico Simples (M. H. S).
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 = - K.x).
Um sistema conhecido que secomporta dessa maneira é o sistema massa-mola. Consiste de uma massa de valor m, presa por uma das extremidades de certa mola de fator de restauração k e cuja outra extremidade está ligada a um ponto fixo.



Esse sistema possui um ponto de equilíbrio ao qual chamaremos de ponto 0. Toda vez que tentamos tirar o nosso sistema desse ponto 0, surge uma forçarestauradora (F = -kX) que tenta trazê-lo de volta a situação inicial.

Sistema Massa-Mola na Posição de Equilíbrio

Sistema Massa-Mola Estendido

Sistema Massa-Mola Comprimido

 
À medida que afastamos o bloco de massa m da posição de equilíbrio, a força restauradora vai aumentando, se empurramos o bloco de massa m para a esquerda da posição 0, uma força de sentido contrário e proporcional...
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