Oscilador massa-mola

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1. OBJETIVOS

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

* Para pêndulosimples:
* 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 damedida de comprimento do fio e do período de oscilação;

* Para pêndulo físico:
* Reconhecer o MHS executado pela régua como 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 diferenteseixos de giro.




2. INTRODUÇÃO TEÓRICA

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 de Hooke, e um corpo de massa m (que não se deforme sob ação de qualquer força) oscilando em torno da sua posição de equilíbrio.
Este sistema é fisicamente impossível, mas mesmo assim,muito eficiente. Nele, consideramos que o período do movimento (T) dá-se em função da constante elástica da mola (k) e a massa do bloco (m): T=2π √mk.
Um pêndulo simples é um corpo ideal que consiste de uma partícula suspensa por um fio inextensível e de massa desprezível. Quando afastado de sua posição de equilíbrio e solto, o pêndulo oscilará em um plano vertical sob à ação da gravidade; omovimento é periódico e oscilatório, sendo assim podemos determinar o período do movimento a partir da expressão T=2πlg, onde T é o período, e l e g são o comprimento do fio e a aceleração da gravidade local, respectivamente.
O pêndulo físico consiste de um corpo rígido qualquer de massa m, suspenso por um eixo horizontal que o atravessa, em torno do qual o corpo pode girar. Na posição de equilíbrio, oeixo que o suspende (em O), e o centro de massa (CM) do corpo estão na mesma linha vertical. A distância entre o eixo e o CM é d. Quando o corpo é levemente afastado de sua posição de equilíbrio na vertical, por um pequeno desvio angular (a amplitude angular deve ser entre 0° e 28°, para que senθ ≅ θ), e liberado, passa a executar um movimento oscilatório harmônico simples em torno dessa posição,dirigido pelo torque restaurador (τ) exercido pela força peso do próprio corpo. A partir dessas condições, τ ≅ mgd, e o período do pêndulo físico pode ser escrito como T= 2πImgd.
O pêndulo físico pode ser usado como relógio, pois seu período é praticamente independente da amplitude (para pequenas oscilações). Além disso, pode ser usado para medir o valor local da aceleração da gravidade.
3.MATERIAS UTILIZADOS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1. Materiais Utilizados

* 01 sistema de sustentação principal Arete formado por tripé triangular, haste, sapatas niveladadoras; painel com fixação integrada;
* 02 massas pendulares de mesmo volume e massas diferentes;
* 01 cronômetro;
* 01 mola helicoidal;
* 01 conjunto de 3 massas acopláveis de (50±1) g cada;
* 01 gancholastro de massa (8±1) g;
* 01 régua milimetrada com dois orifícios ( o maior na extremidade e o menor na posição 4,0 cm da escala);
* 01 trena;
* 01 transferidor.

3.2. Procedimento Experimental

3.2.1. PARTE 1: Oscilado massa-mola

Monta-se o conjunto, dependurando a mola, o gancho e as três massas acopláveis, puxa-se o gancho lastro 10 mm além da posição de equilíbrio e o...
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