puc pratica

Experiência nº 2

Experimento: Oscilações Forçadas e Ressonância

Oscilações forçadas e Ressonância

Objetivo: Entender o pendulo de Pohl e a oscilação sujeita a uma força externa assim como o fenômeno da ressonância.

Introdução:

Tendo como base o sistema massa mola em que a massa se encontra deslocada de seu ponto de equilíbrio e possui um agente externo fazendo uma força sobre o sistema conseguimos chegar a equação diferencial homogenia de 2º ordem:
m.( dx²/dt²)=-kx-b(dx/dt)+fo. Sen(wf).t Esta equação é um exemplo de equação diferencial linear não homogenia, onde a força externa tem uma intensidade máxima fo que atua sobre o corpo influenciando seu movimento oscilante de acordo com sua frequência angular de oscilação wf, como o sistema e massa mola há também um frequência angular do corpo wo.

Método:

O pêndulo de Pohl

Quando um corpo entra em estado de oscilação é possível medir a amplitude de sua oscilação, está amplitude tendem a diminuir lentamente até que o repouso seja alcançado. Então para forçar a oscilação por um tempo e alcançar a ressonância há um motor externo que aplica uma força ao pêndulo. No pêndulo de pohl, quanto maior a voltagem no motor maior a rapidez que a roda empurra a haste que força o pêndulo. Como o circulo ao entorno do pêndulo é graduado é possível medir a amplitude da oscilação. O pêndulo entra em batimento ao aplicar a força externa, ou seja,ele aumenta e diminui as oscilações. Quando a força externa alcança uma frequência angular igual a frequência do pendulo este entra em ressonância.
Wf = Wo

Dados coletados: Na pratica realizada o pêndulo de pohl atingiu ressonância quando a voltagem fornecida pelo motor foi: 11,7v.

Tarefa: Determinar Wo(frequência da oscilação) e To(período) para o pêndulo de pohl.
O
Variação t (oscilações)
To= variação t/5
Wo
Fo (Hz)
18º
8,53
1,7
3,7
0,6
9º
8,30
1,7
3,7
0,6
3º
8,47
1,7
3,7
0,6

Conclusão: Sobre a oscilação