Oscilador massa-mola

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
LABORATÓRIO DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE DILATAÇÃO LINEAR.

HIDELVÉCIO ANTONIO GONDIM SOBRINHO
MATHEUS TEIXEIRA
LUIZ ANTONIO PEREIRA

TURMA: P09

CRUZ DAS ALMAS-BA
2012
Resumo

Um oscilador massa-mola ideal é um modelo físico composto por uma mola sem massa quepossa ser deformada sem perder suas propriedades elásticas, chamada mola de Hooke, 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 e após determinada deformação perderá sua elasticidade. Enquanto um corpo de qualquer substância conhecida, quando sofre aaplicação de uma força, é deformado, mesmo que seja de medidas desprezíveis.
Um pêndulo é um sistema composto por uma massa acoplada a um pivô que permite sua movimentação livremente. A massa fica sujeita à força restauradora causada pela gravidade.
O pêndulo físico pode ser chamado de pêndulo real, pois não tem uma distribuição uniforme de massa. Ele consiste em um objeto que oscila em torno de umeixo de rotação perpendicular ao plano em que se movimenta.

Objetivos

Para oscilador massa-mola:
* Reconhecer o MHS executado pelo oscilador massa-mola como o movimento de um ponto material sujeito à ação de uma força restauradora proporcional à elongação da mola;
* Determinar, pelo processo dinâmico, a constante elástica k da mola helicoidal.

Para o pêndulo simples:
*Reconhecer o MHS executado pelo pêndulo simples como o movimento de um ponto material sujeito à ação de uma força restauradora proporcional ao seu deslocamento angular;
* Determinar as relações entre o período de oscilação e: 1- a amplitude de oscilação, 2- a massa pendurada, 3- o comprimento da corda;
* Determinar o valor da gravidade local por meio da medida do comprimento do fio e do períodode oscilação.

Para o pêndulo físico:
* Reconhecer o MHS executado pela régua como o movimento de um corpo extenso sujeito à ação de um torque restaurador proporcional ao seu deslocamento angular e ao momento de inércia com relação ao eixo de giro;
* Determinar, pelo processo dinâmico, o valor de momentos de inércia com relação a diferentes eixos de giro.

Fundamentação TeóricaSistema massa-mola trata-se de um corpo de massa m preso á extremidade de uma mola cuja outra extremidade se encontra fixada em outro corpo ou á um ponto fixo. Quando não há forças atuando sobre o corpo, o sistema encontra-se em equilíbrio. A partir do momento em que se imprime uma força ao corpo, o comprimento da mola sofre uma variação e a mola reage com uma força denominada força elástica. Essaforça age sempre para levar o corpo de volta à posição de equilíbrio; devido a esse fato, ela recebe o nome de força restauradora.
Para encontrarmos o período do sistema massa-mola temos:

Onde T, m e k são respectivamente, o período, a massa do corpo e a constante elástica da mola.
Podemos ver que o período depende da massa oscilante, não depende da amplitude nem da aceleração gravitacional local,mesmo que a oscilação ocorra na vertical ou num plano inclinado.
A freqüência é o inverso do período.
O pêndulo simples é constituído por um fio ideal fixado verticalmente e por um corpo, preso em sua extremidade. As dimensões do corpo devem ser desprezíveis em relação ao comprimento deste fio.
Tal como no sistema massa-mola, vamos obter o período de oscilação do pêndulo em função dasgrandezas físicas que o caracterizam, tais como l (comprimento do fio), m (massa do corpo) e g (aceleração da gravidade).
Considerando desprezíveis as forças dissipativas, o corpo de massa m fica sujeito a duas forças: O peso P e a tração T.
Para o período nós temos:

O período do pêndulo simples não depende da massa oscilante nem da amplitude, desde que Φ < 15°, depende apenas da aceleração...
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