Física

Introdução

Sistema 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 (uma parede por exemplo). 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, cujo módulo é dado pela Lei de Hooke: (1)
Onde k é a constante elástica da mola e x é a variação do comprimento. O sinal negativo deve-se ao fato de que, adotando como referência o sentido da força aplicada como sendo positiva, a força elástica tem sentido oposto.

Fig.1 – Sistema massa-mola horizontal

No caso de um sistema massa-mola na vertical, como mostra a figura 2, a força que atua sobre a massa m é a força peso e portanto, pela Lei de Hooke temos: (2)

Fig.2 – Sistema massa-mola na vertical.

Então, para que possamos conhecer o valor da constante elástica da mola, basta re-arranjarmos a equação (2) de modo a obter: (3)
Quando o sistema é solto, a força elástica atua como uma força restauradora e o sistema passa a se comportar como um oscilador harmônico linear simples
Sabe-se que pela segunda lei de Newton: (4)
Igualando (1) e (4), temos que: (5)
A aceleração num movimento harmônico simples pode ser determinada