Lei de hooke, movimento harmônico simples e energia no mhs

Páginas: 15 (3583 palavras) Publicado: 14 de maio de 2013
LEI DE HOOKE, MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES E ENERGIA NO MHS.






Juliane Vieira Silva


Universidade Federal de Goiás/ Instituto de Física/ Licenciatura em física, juliane_030294@hotmail.com









RESUMO:


LEI DE HOOKE:




Para observar e analisar um sistema massa-mola, com o uso do suporte, deixamos a cada medição uma massa diferente emcada arranjo de mola ou molas. Medindo assim a altura de equilíbrio massa, onde sabíamos que a força peso e a força elástica da mola seriam iguais. Desta forma, usando o software gráfico Origin, ajustando à reta do gráfico para que A= 0 e B=k (coeficiente elástico da mola em questão, ou da associação de molas), com os valores no gráfico, podemos equivaler o valor do coeficiente da mola. Os valoresencontrados para as associações foram de k = (0,936± 0,004) N/m para a serie, de k= (4,065± 0,009) N/m para em paralelo, e nas molas individuais, os valores de k = (2,547 ± 0,004) N/m para a mola mais rígida e de k= (1,470 ± 0,004)N/m para a menos rígida. O que podemos relacionar como uma relação inversa à relação de resistores, em magnetismo. Ou seja, numa associação em paralelo k0 = k1 + k2,e em uma associação em serie 1/k0= 1/k1 + 1/k2.


Palavras-chave: sistema massa-mola, equilíbrio entre as forças, arranjo de molas, coeficiente de elasticidade da mola, em serie e em paralelo.




MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES:


Nesse experimento vamos estudar a função horária das molas no movimento harmônico simples, com as molas do experimento anterior, usando ocoeficiente de elasticidade do experimento anterior. Seguindo, a partir da formula harmônica em que o deslocamento em função do tempo pode ser descrito da seguinte forma: y(t) = y0 + A sen (ω t+ φ). Onde a amplitude é A, e a fase inicial é φ e ω é a freqüência angular. Obtemos para a mola mais rígida a função y = (0, 105 ±0, 003) + (0, 069 ± 0, 004) sen [(6,9 ± 0,1)t + 0] e para a mola menosrígida a função y = (0, 234 ±0, 002) + (0, 145 ± 0, 002) sen [(5,83 ± 0,02)t + (4,09 ± 0,07)].
Lembrando que nos dois casos, o contrapeso era o mesmo e com a mesma massa de (0,04001 ± 0,00005)kg. Também a partir da formula T = 2π√(m/k), onde ,na mola mais rígida, o período foi de (0,79 ± 0,02)s e na mola menos rígida, de (1,04 ± 0,2)s. E constante elástica das molas desse experimento foramobtidos no experimento anterior.


Palavras chave: dinamicamente, movimento harmônico simples, função horária, período.



ENERGIA NO MHS:




Em complemento aos experimentos anteriores, agora estudaremos a
Energia no Movimento Harmônico Simples. Para isso, temos o gráfico do espaço e velocidade pelo tempo em ambas as molas, e, a partir das formulasEmecânica total = Epotencial + Ecinetica, Ep = kx2/2 e Ec = mv2/2, obtemos o valor de cada energia e a variação da Energia Mecânica Total. Trabalhamos somente no software gráfico Origin, e os dados para esse experimento foram todos o9s trabalhados a partir das mesmas molas do experimento de Lei de Hooke e dos valores também encontrados no experimento de Movimento Harmônico Simples.
A partir damedida obtida a partir do Measure no primeiro experimento, temos o gráfico do espaço pelo tempo, assim, o duplicando e o derivando,temos também um gráfico da velocidade pelo tempo, já que, por definição, a derivada do espaço no tempo é a velocidade e a derivada da velocidade no tempo é a aceleração, sendo assim, a derivada segunda do espaço no tempo a aceleração. Enfim, no gráfico do espaço, osubtraindo y0 temos o valor da deformação elástica x, o multiplicamos por ele mesmo, pela constante elástica da mola e dividimos por dois, assim obtendo o gráfico da Energia Potencial pelo tempo. Da mesma forma, no gráfico da velocidade pelo tempo, o multiplicamos por ele mesmo, multiplicamos pela massa do suporte, que é de (0, 04001 ± 0,00005) kg, e dividimos por dois, assim obtendo o gráfico da...
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