fisica experimental 1 OSCILADOR HARMÔNICO

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UNIVERSIDADE FEDERAL de ALAGOAS (UFAL)
Leonardo Silva Moreira
RELATÓRIO do EXPERIMENTO de DETERMINAÇÃO do PERÍODO PARA OSCILADOR MASSA - MOLA NA HORIZONTAL
Maceió
Dezembro, de 2013
UNIVERSIDADE FEDERAL de ALAGOAS (UFAL)
Leonardo Silva Moreira
RELATÓRIO do EXPERIMENTO de DETERMINAÇÃO do PERÍODO PARA OSCILADOR MASSA - MOLA NA HORIZONTAL
Trabalho solicitado pelo professor wellington Freire, como requisito para obtenção de nota na disciplina de física experimental 1. 
Maceió
Dezembro, de 2013
Objetivos:
Medir o período de oscilação de um sistema massa – mola e compará-lo ao valor teórico;
Determinar a constante elástica do oscilador;
Verificar experimentalmente as leis do movimento harmônico simples com o oscilador massa – mola. 
Materiais Utilizados Qt
Trilho 120 cm; 1
Cronômetro digital multifunções com fonte DC 12 v; 1
Sensores fotoelétricos com suporte fixador (S1 e S2); 2
Fixador de eletroímã com manipulo; 1
Y de final de curso com roldana raiada; 1
Suporte para massas aferidas – 8,15g; 1
Massa aferida 10g com furo central de 2,5 mm; 1
Massas aferidas 20g com furo central de 2,5 mm; 2
Massas aferidas 10g com furo central de 5 mm; 2
Massas aferidas 20g com furo central de 5 mm; 4
Massas aferidas 50g com furo central de 5 mm; 2
Cabo de ligação conjugado; 1
Unidade de fluxo de ar; 1
Cabo de força tripolar 1,5m; 1
Pino para carrinho para fixá-lo à mola; 1
Carrinho para trilho azul; 1
Pino para carrinho para interrupção de sensor; 1
Porcas borboletas; 3
Arruelas lisas; 7
Manipulo de latão13 mm; 4
Pino para carrinho com gancho; 1
Balança; 1
INTRODUÇÃO
Um oscilador massa-mola ideal é um modelo físico composto por uma mola sem massa que possa ser deformada sem perder suas propriedades elásticas, chamada mola de Hooke, e um corpo de massa m que não se deforme sob ação de qualquer força.
Este sistema é fisicamente impossível já que uma mola, por mais leve que seja jamais será considerada um corpo sem massa e após determinada deformação perderá sua elasticidade. Enquanto um corpo de qualquer substância conhecida, quando sofre a aplicação de uma força, é deformado, mesmo que seja de medidas desprezíveis.
Mesmo assim, para as condições que desejamos calcular, este é um sistema muito eficiente. E sob determinadas condições, é possível obtermos, com muita proximidade, um oscilador massa-mola.
Procedimentos Experimentais
Montamos o equipamento conforme indicado no manual;
Ligamos o fluxo de ar para que o carrinho fique suspenso;
Colocamos o sensor na posição de equilíbrio do carrinho;
Ligamos o cronômetro e selecionamos a função F5;
Afastamos o carrinho da posição de equilíbrio de máximo 11 cm;
Liberamos o carrinho e medimos o intervalo de tempo para uma oscilação completa e anotamos o valor na tabela 2;
Repetimos o passo anterior três vezes e em seguida calculamos o valor médio do período (Texp) e calculamos também os valores para Texp2 (s2);
Acrescentamos 40g no carrinho (20g de cada lado) e repetimos os procedimentos anteriores;
Fomos acrescentando, sucessivamente massas ao carrinho até completar a tabela 2;
Tabela 1
	∆x
(m)
	Massa do carrinho (kg)
	Massa oscilante 
(kg)
	Massa total (kg)
	Período 
experimental 
Texp (s)
	Texp2 (s2)
	
	
	0
	0,21476
	1,649
	2,7192
	
	
	0,040
	0,25476
	1,754
	3,0765
	0,05
	0,21476
	0,080
	0,29476
	1,852
	3,4299
	
	
	0,120
	0,33476
	1,951
	3,8064
	
	
	0,160
	0,37476
	2,030
	4,1209
Calculamos o período de oscilação e preenchemos a tabela 3 abaixo.
Cálculos da parte 1 constante elástica K
Fr = mg Fr = 0,02*9,8 = 0,196N
F = - k∆x = -kx
|k| = F/x → 0,196/0,06 = 3,26N/m
Constante Elástica K Parte II
Margem de erro
 
 
 
Resultado
Depois de realizado o experimento, nos utilizando dos dados da tabela 1, construímos dois gráficos, Texp = f(m) figura 1 e Texp2 = f(m) figura 2 e calculamos o coeficiente angular do ultimo, que foi igual a 0,920 cm. Feito isso calculamos a amplitude A utilizando a equação: encontrando o resultado: 9,62 cm, que se utilizando da taxa de erro de 5%, notamos que esse valor da amplitude ficou bem próximo do valor do equilíbrio e após, escrevemos a fórmula para calcular o período: .
Figura 1 GRÁFICO Texp = f(m)
Figura 2 GRÁFICO Texp2 = f(m)
CONCLUSÃO
Depois da realização deste experimento, chegamos a conclusão de que quanto mais massa se acrescenta ao carrinho mais lentamente ele completa um período de oscilação, independentemente da massa que esteja no suporte, com uma amplitude quase igual ao equilíbrio da mola.
Verificamos também que o carrinho executa um movimento harmônico simples (MHS) e ao executar esse movimento ele causa deformações na mola, essas deformações são chamadas de deformações elásticas, pois desaparecem quando as forças param de atoar sobre a mola.
REFERÊNCIA
... Manual de experimentos Azeheb.
... TIPLER, P. A.: Física, vol. I, 2ª Ed. Guanabara Dois S.A., Rio de Janeiro, 1996.