Complemento de fisica

Complemento de Fisica - Laboratorio
Experimento III- Oscilador Harmônico Simples

Este experimento tem como objetivo verificar que o comportamento estático de uma mola, para pequenas deformações, é corretamente descrito pela Lei de Hooke, e que o período de oscilação de um sistema massa-mola é independente da amplitude, para pequenas oscilações. Além disso, o experimento visa proporcionar a medir grandezas físicas diretas e, a partir de gráficos, determinar outras grandezas, analisando o comportamento estático e dinâmico de um sistema massa-mola suspenso e, também, comparar o movimento de um sistema massa-mola observado com um modelo matemático de um movimento harmônico simples.

Introdução O oscilador massa-mola será o sistema físico abordado neste experimento como forma de estudar o Movimento Harmônico simples. Quando esse sistema é levemente afastado dessa situação e liberado, passa a executar um movimento periódico ou oscilatório, em torno da posição de equilíbrio, chamado de Movimento Harmônico Simples (MHS), se não existirem forças dissipativas. O oscilador massa-mola é constituído de um corpo de massa M ligado a uma mola de constante elástica K, tenso uma de suas extremidades presa em um objeto fixo. Quando a mola é comprimida (ou esticada) e liberada, o corpo passa a executar um movimento unidimensional de “vai-e-vem”, dirigido pela força restauradora exercida pela mola:
F= -K. De acordo com a segunda Lei de Newton, na ausência da forças dissipativas,
F= - Kx = então, a equação de movimento para o corpo no oscilador massa-mola é dada pela equação diferencial:
,
cuja solução é do tipo x(t) = A cos(ax + δ), onde ѡ= é a frequência angular da oscilação, A é a amplitude da oscilação, e a constante de fase δ depende das condições iniciais do movimento. A frequência angular ѡ está relacionada com a frequência ƒ e o período T da oscilação através das relações:
Ƒ=
Quando o sistema massa-mola é posto para oscilar na vertical, o peso da