Oscilador massa-mola

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Introdução

Oscilador massa-mola
Um oscilador massa-mola ideal é um modelo físico composto por uma mola sem massa que possa ser deformada sem perder suas propriedades elásticas, chamada mola deHooke, e um corpo de massa m que não se deforme sob ação de qualquer força.
Este sistema é fisicamente impossível já que uma mola, por mais leve que seja, jamais será considerada um corpo sem massa eapós determinada deformação perderá sua elasticidade. Enquanto um corpo de qualquer substância conhecida, quando sofre a aplicação de uma força, é deformado, mesmo que seja de medidas desprezíveis.Mesmo assim, para as condições que desejamos calcular, este é um sistema muito eficiente. E sob determinadas condições, é possível obtermos, com muita proximidade, um oscilador massa-mola.
Assimpodemos descrever dois sistemas massa-mola básicos, que são:

Oscilador massa-mola horizontal
É composto por uma mola com constante elástica K de massa desprezível e um bloco de massa m, postos sobreuma superfície sem atrito, conforme mostra a figura abaixo:

Como a mola não está deformada, diz-se que o bloco encontra-se em posição de equilíbrio.
Ao modificar-se a posição do bloco para umponto em x, este sofrerá a ação de uma força restauradora, regida pela lei de Hooke, ou seja:

Como a superfície não tem atrito, esta é a única força que atua sobre o bloco, logo é a forçaresultante, caracterizando um MHS.
Sendo assim, o período de oscilação do sistema é dado por:

Ao considerar a superfície sem atrito, o sistema passará a oscilar com amplitude igual à posição em que o blocofoi abandonado em x, de modo que:

Assim podemos fazer algumas observações sobre este sistema:

Energia do Oscilador
Analisando a energia mecânica do sistema, tem-se que:

Quando o objeto éabandonado na posição x=A, a energia mecânica do sistema é igual à energia potencial elástica armazenada, pois não há movimento e, consequentemente, energia cinética. Assim:

Ao chegar na...
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