2023_Oscilação_Livre_Teoria_Com_Dados

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4. OSCILAÇÕES SEM AMORTECIMENTO 
Octavio Mattasoglio Neto 
 
EXERCÍCIO – GRÁFICOS LINEARES – LAB. FÍSICA 1 - FAENG - 2023 
Número Nome Turma → Data: 
 Nota: 
 
 
 
 
01. INTRODUÇÃO 
Neste experimento temos como objetivo determinar duas grandezas físicas: 
• A constante elástica da mola e; 
• O coeficiente de arrasto do movimento de um corpo no ar. 
Para isso, utilizaremos um sistema massa-mola e realizaremos 
medições do movimento do corpo nesse sistema. Esse método é chamado de 
método dinâmico de determinação dos parâmetros do sistema. 
Além disso, determinaremos a constante elástica da mola pelo método 
estático, para isso utilizaremos a Lei de Hooke para uma mola. 
 
02. EQUIPAMENTO 
• Suporte universal 
• Mola helicoidal 
• Explorer (coletor de dados da Pasco) e cabo de conexão 
• Sensor de força 
• Sensor de movimento 
• Aletas vazadas 
• Suporte com massas 
Vide figura do equipamento neste roteiro. 
 
03. COLETA DE DADOS – OSCILAÇÕES - MÉTODO DINÂMICO 
As FIGURAS 1 a 4, mostram os equipamentos usados para coleta de dados 
do experimento de oscilação. Siga as orientações do professor, colete os 
dados do experimento e apresente os dados nas tabelas indicadas. 
 
FIGURA 1 – Sensor de força 
preso no suporte 
FIGURA 2 – Carga presa à 
extremidade da mola formando 
um sistema massa-mola 
 2 
 
 
 
 
FIGURA 3 – Sensor de força com 
a mola sem carga 
FIGURA 4 – Explorer. 
Equipamento utilizado para 
leitura de dados. 
 
 
 
FIGURA 5 – Moca com carga e mola sem carga. 
 
 3 
 
 
04. EXEMPLO DA CONSTRUÇÃO DOS GRÁFICOS – 
EXPERIMENTO DE OSCILAÇÃO 
1. Oscilação sem amortecimento 
 
Figura 6 Modelo do gráfico da oscilação sem 
amortecimento 
 
 
Equação do movimento oscilatório sem amortecimento 
 
 
{ 
 
 Fm = Força máxima (altura máxima) 
( ) ( ) += tFmtF cos.  = Frequência angular 
 = Angulo de fase 
 
a. Determinação da Força máxima Fm 
A amplitude máxima Fm será determinada pelo maior valor de força 
indicado no gráfico, ou seja, pela maior crista da onda indicada no gráfico. 
 
b. Determinação da Frequência angular  
Obter o período de oscilação a partir do gráfico e, deste valor, obter o 
valor de . 
 4 
 
 
T


2
=
 
 
Para seu conhecimento, lembre-se ainda que:
 
f
T


 2
2
== 
Portanto: 







=
f
T
1
 
 
c. Determinação do ângulo de fase  
 
 
 
( ) 00 =F { ( ) ( )
Fm
F
FmF
)0(
cos
0.cos.0
=
+=

 
 
 
 
 






=
Fm
F )0(
arccos 
 
 
 
Determinação do k da mola 
 
ω2=km 
 
 
 k = 
ω2
𝑚
 
 
 
 5 
 
APÊNDICE 
 
 
 
 6 
 
 
DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE ELÁSTICA DA MOLA – MÉTODO DINÂMICO 
LAB. FÍSICA 1 - FAENG - 2023 
Número Nome Turma → Data: 
 Nota: 
 
 
 
 
1. Dados do experimento - 1ª Movimento sem amortecimento 
 
Tabela 1 – Tempo e força do movimento de um corpo oscilando sem amortecimento. 
Ponto t (s) F (N) Ponto t (s) F (N) 
1 0,0 0,4 26 2,5 0,8 
2 0,1 1,0 27 2,6 1,1 
3 0,2 1,3 28 2,7 1,3 
4 0,3 1,2 29 2,8 1,1 
5 0,4 0,9 30 2,9 0,6 
6 0,5 0,3 31 3,0 0,0 
7 0,6 -0,3 32 3,1 -0,6 
8 0,7 -0,9 33 3,2 -1,1 
9 0,8 -1,2 34 3,3 -1,2 
10 0,9 -1,2 35 3,4 -1,1 
11 1,0 -1,0 36 3,5 -0,6 
12 1,1 -0,4 37 3,6 0,0 
13 1,2 0,3 38 3,7 0,6 
14 1,3 0,8 39 3,8 1,1 
15 1,4 1,2 40 3,9 1,3 
16 1,5 1,3 41 4,0 1,1 
17 1,6 1,0 42 4,1 0,7 
18 1,7 0,5 43 4,2 0,1 
19 1,8 -0,2 44 4,3 -0,5 
20 1,9 -0,8 45 4,4 -1,0 
21 2,0 -1,2 46 4,5 -1,2 
22 2,1 -1,3 47 4,6 -1,1 
23 2,2 -1,0 
24 2,3 -0,5 
25 2,4 0,1 
Obs.: Taxa de amostragem de 10 Hz (10 pontos/s). Foram medidos cinco (5) oscilações 
completas. 
 
 
 
 
 
 
 
 7 
 
1. Gráfico da Força em função do tempo de oscilação para o movimento 
sem amortecimento. 
 
 
 
 
2. Determine o valor do F0(N), do 0(rad/s) e do (rad), para o movimento 
sem amortecimento 
 
F0 (N) 
0 (rad/s) 
 (rad) 
 
3. Qual a função matemática que define a cursa de força. 
 
 
F (N) → 
 
 
 
 
4. Qual a constante elástica da mola? 
 
 
k (N/m) → 
 
 
 
 
 
 
2. Exercícios suplementares 
Ver no Moodle