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1. Objetivo da Experiência Estabelecer uma relação entre o Movimento Harmônico Simples (MHS) e o Movimento Circular Uniforme (MCU). 2. Materiais Utilizados Rotacional Cardoso; Régua; Cronômetro digital. 3. Descrição da Experiência Definido um ponto inicial com a ajuda de uma régua e ajustada a velocidade Rotacional Cardoso, cronometramos o tempo gasto para que o ponto definido “A” completasse 10 voltas. Achado o tempo de 20 segundos, dividiu-se o mesmo por 10 (número de voltas completadas pelo ponto A) sendo achado período médio (Tm) de 2 segundos. Houve a necessidade de conversão de medidas ( milímetros para metros). 3.1 Equações 3.1.1 MHS x = A.cos (φ0 + ωt) v = - ω.A.sen (φ0 +ωt) a = - ω².A.cos (φ0 + ωt) x = elongação (m) A = elongação máxima (m) v = velocidade (m/s) a = aceleração (m/s²) φ ou μ = fase (°) ω = velocidade angular (rad/s) 3.1.2 MCU ω = 2π/ 2 Tm = período médio (s) 3.2 Valores Achados A = 90 mm = 0,09 m Tm = 20/10 = 2 s 3.2 Cálculos - Posição 1 – ( t = 0 / φ = 0) ω = 2π/ Tm = 2π/ 2 ω = π x = A.cos (φ0 + ωt) x = 0,09.cos ( 0 + 0) x = 0,09.cos 0° x = 0,09. 1 x = 0,09 m v = π.0,09. sen (0 + 0) v = π.0,09.0 v = 0 a = (- π)².0,09.cos 0 a = 9,87.0,09.1 a = 0,89 m/s² - Posição 2 (t = Tm/4 / φ = π/ 2) ω = 2π/ 2/4 ω = 4π x = 0,09.cos (π/2 + 4π.2/4) x = 0,09.cos (π/2 + 2π) Aplicando a relação trigonométrica dos cossenos (cos (x + y) = cosx.cosy – senx.seny), temos: cos π/2.cos2π - sen π/2.sen2π = 0 . 1 – 1 . 0 = 0 Substituindo na formula: x = 0,09.0 x = 0 v = -4π.0,09.sen (π/2 + 2π) Aplicando a relação trigo nométrica dos senos (sen ( x+y ) = cosx.seny + senx.cosy), temos: cos π/2.sen 2π + sen π/2.cos 2π = 0 . 0 + 1 . 1 = 1 Substituindo na fórmula: v = -4π.0,09.1 v = - 1,13 m/s a = (-4π)².0,09.0 a = 0 - Posição 3 (t = Tm/2 / φ = π) ω = 2π/ 2/2 ω = 2π x = 0,09.cos (π + 2π. 2/2) x = 0,09.cos (π + 2π) Aplicando a relação trigonométrica dos cossenos, temos: -1 . 1 – 0 . 0 = -1 Substituindo: x = 0,09.(-1) x = -0,09 m v = -4π.0,09.sen (π + 2π) Aplicando a relação trigonométrica dos senos, temos: -1 . 0 + 0. 1 = 0 Substituindo: v = -2π.0,09.0 v = 0 a = (-2π)² .0,09.cos (π + 2π) a = 39,48.0,09.(-1) a = -3,55 m/s² - Posição 4 (t = 3Tm/4 / φ = 3π/2) ω = 2π/ 3.2/4 ω = 4π/3 x = 0,09.cos (3π/2 + 4π/3. 3.2/2) x = 0,09.cos (3π/2 + 2π) Aplicando a relação trigonométrica dos cossenos, temos: 0 . 1 – (-1) . 0 = 0 Substituindo: x = 0,09.0 x = 0 v = -4π/3.0,09.sen (3π/2 + 2π) Aplicando a relação trigonométrica dos senos, temos: 0 . 0 + 1 . (-1) = -1 Substituindo: v = -4,19.0,09.(-1) v = 0,038 a = (-3π/4)² .0,09.cos (3π/2 + 2π) a = (-3π/4)² .0,09.0 a = 0 -Posição 5 (t = Tm / φ = 2π) ω = 2π/ 2 ω = π x = 0,09.cos (2π + π.2) x = 0,09.cos (2π + 2π) Aplicando a relação trigonométrica dos cossenos, temos: 1 . 1 – 0 . 0 = 1 Substituindo: x = 0,09.1 x = 0,09 v = -π.0,09.sen (2π + 2π) Aplicando a relação trigonométrica dos senos, temos: 0 . 1 + 1 . 0 = 0 Substituindo: v = -π.0,09.0 v = 0 a = (-π)² .0,09.cos (2π + 2π) a = 9,87.0,09.1 a = 0,089 4. Tabela x (m) v (m/s) a (m/s²) Posição t = 0 0,09 0 0,89 Extremidade Positiva t = Tm/4 0 -1,13 0 Central t = Tm/2 -0,09 0 -3,55 Extremidade Negativa t = 3Tm/4 0 0,38 0 Central t = Tm 0,09 0 0,89 Extremidade Positiva 5. Esquema da Montagem 6. Conclusão
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