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Relatório de Física II Oscilações de sistema Massa x Mola Turma: 3054 Alunos: Marcos Felipe Matos Pereira, Hudson de Lucena Alexandre e Brenon Juan Oliveira Pozzi. Objetivo . Objetivo s Verificar que o comportamento estático de uma mola, para pequenas deformações, é corretamente descrito pela Lei de Hooke, e que o período de oscilação de um sistema massa-mola é independente da amplitude, para pequenas oscilações. Medir grandezas físicas diretas e, a partir de gráficos, determinar outras grandezas. Analisar o comportamento estático e dinâmico de um sistema massa- mola suspenso. - Verificar que o período de oscilação de um sistema massa-mola é independente da amplitude, para pequenas oscilações. - Medir grandezas físicas diretas e, a partir de gráficos, determinar outras grandezas. - Analisar o comportamento estático e dinâmico de um sistema massa-mola suspenso. . Objetivo s Verificar que o comportamento estático de uma mola, para pequenas deformações, é corretamente descrito pela Lei de Hooke, e que o período de oscilação de um sistema massa-mola é independente da amplitude, para pequenas oscilações. Medir grandezas físicas diretas e, a partir de gráficos, determinar outras grandezas. Analisar o comportamento estático e dinâmico de um sistema massa- mola suspenso. Introdução Técnica Oscilador massa-mola 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. Oscilador massa-mola vertical Imaginemos o sistema anterior, de uma mola de constante K e um bloco de massa m, que se aproximam das condições de um oscilador massa-mola ideal, com a mola presa verticalmente à um suporte e ao bloco, em um ambiente que não cause resistência ao movimento do sistema: Podemos observar que o ponto onde o corpo fica em equilíbrio é: Ou seja, é o ponto onde a força elástica e a força peso se anula. Apesar da energia potencial elástica não ser nula neste ponto, considerar-se este o ponto inicial do movimento. Partindo do ponto de equilíbrio, ao ser "puxado" o bloco, a força elástica será aumentada, e como esta é uma força restauradora e não estamos considerando as dissipações de energia, o oscilador deve se manter em MHS, oscilando entre os pontos A e -A, já que a força resultante no bloco será: Mas, como o peso não varia conforme o movimento, este pode ser considerado como uma constante. Assim, a força varia proporcionalmente à elongação do movimento, portanto é um MHS. Tendo seu período expresso por: Material Utilizado Balança Analítica 4 (quatro) diferentes tipos de pesos 7 (sete) diferentes medidas Mola Régua Arete Suporte para massas Procedimento Experimental Inicialmente foram pesados quatro objetos iguais (sete medidas no total), porém com massas distintas. Após a obtenção das respectivas massas, colocamos uma mola pendurada no Arete, feito isso se acrescentou massas de valores crescentes. Em seguida, deu-se um pequeno impulso na mola para que o sistema oscilasse. Observaram-se a cada dez oscilações o intervalo de tempo gasto pelo sistema massa-mola. Foi realizado este mesmo procedimento colocando-se sete diferentes tipos de massas no suporte. Para medir o intervalo de tempo do sistema, contou-se de um até dez obtendo-se o período T de oscilações do sistema massa-mola. Dados Experimentais De acordo com o experimento feito, foram obtidos os seguintes dados: Massa (Kg) Período (s) w (rad/s) Período Cronometrado (s) 1º =0,022 g 1º = 1,90s 1º = 3,30 rad/s 1º = 3,11s 2º = 0,050 g 2º = 2,86s 2º = 2,19 rad/s 2º = 3,50s 3º = 0,07296 g 3º = 3,46s 3º =1,81 rad/s 3º = 3,84s 4º = 0,10006 g 4º = 4,05s 4º = 1,54 rad/s 4º = 4,48s 5º = 0,12301 g 5º = 4,49s 5º = 1,39 rad/s 5º = 4,86s 6º = 0,15007 g 6º = 4,96s 6º = 1,26 rad/s 6º = 5,46s 7º = 0,17303g 7º = 5,33s 7º = 1,17 rad/s 7º = 5,89s K (Constante Elástica da Mola) = 0,24 N/m. Gráfico 1: Período (s) Massa (kg) Gráfico 2: w (rad/s) Massa (kg) Análise dos Dados Quanto maior a massa maior se torna o período de oscilação, e menor é a frequência angular. Conclusão Foi concluído que o período de oscilação irá depender da massa do corpo suspenso e da constante elástica da mola que o sustenta. Experimentalmente, verifica-se que quanto maior for à massa do corpo suspenso, mais lentamente a mola oscilará. Com relação aos dados obtidos nos experimentos, podemos concluir que estes são aceitáveis, embora no experimento de oscilação da mola exista um erro maior devido a imprecisões humanas, principalmente, na medida do período que afeta diretamente o resultado final. Referências Bibliograficas http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/MHS/massamola.php
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