Física 2 - Experimento 2 - MHS

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Experimento 2: Movimento Harmônico Simples
Erike Simon Guilherme Borges Mirella Rayane Tulio Humberto Yuri Falcão
I. OBJETIVO DO EXPERIMENTO
Verificar experimentalmente a ação das leis do Movimento
Harmônico Simples através de um sistema massa-mola
vertical, observando o comportamento nos diferentes estágios
do experimento, a fim de determinar a constante elástica da
mola utilizada.
II. ROTEIRO DOS PROCEDIMENTOS
Serão utilizados uma mola, corpo de massas variadas,
balança, cronômetro, suporte para a mola e suporte para os
pesos.
1) Foi fixada a mola no suporte;
2) Pesamos os suportes para os pesos, em seguida os
pesos, separadamente;
3) Colocar o suporte para os pesos na mola;
4) Adicionar o primeiro peso, e com um pequeno puxão
para baixo, fizemos o sistema oscilar;
5) Para as medidas de tempo, fizemos da seguinte maneira:
deixamos a mola oscilar 10 vezes e medimos o tempo
de cada oscilação com um cronômetro, por fim, tiramos
a média desses tempos para um valor mais preciso
(segue a tabela e os cálculos no tópico V);
6) Repetimos essa medição aumentando os pesos
gradativamente para o mesmo numero de oscilações;
7) Para os cálculos, primeiramente faremos os cálculos para
os erros das medidas feitas. Nesse experimento tivemos a
massa e o tempo variando, porém, fizemos apenas uma
medida para cada peso de metal utilizado, então não
poderemos calcular os erros para a medida da massa de
cada peso de metal. Sendo assim, não serão realizados
os cálculos para o erro.
8) Com os dados obtidos, faça um gráfico da massa em
função do tempo e através de regressão linear determine
a constante elástica da mola.
III. ESQUEMA DOS APARATOS UTLIZADOS
IV. DESCRIÇÃO DOS INSTRUMENTOS UTILIZIADOS
1) Mola: Objeto elástico flexível, usado para armazenar a
energia mecânica. Peça chave para o experimento.
2) Balança: Instrumento que serve para pesar (substâncias,
produtos, objetos etc.), comparar massas ou medir
forças.
3) Suporte Universal: Consiste numa vara metálica vertical
fixada numa base metálica estável (retangular ou
triangular) e serve para a sustentação de peças de
laboratório.
4) Pequenos pesos de metal
V. DADOS MEDIDOS
Tempo médio (para as 10 oscilações) é a média das medidas
de tempo para cada respectiva massa.
VI. GRÁFICO E CÁLCULOS
Os dados foram analisados por um método de regressão
através do cálculo dos mínimos quadrados. Procurando por
uma equação do tipo T = m · xn, onde m = 2 · pi√
k
,
considerando x a massa e k a constante elástica da mola, foi
encontrado, através do método citado, que
y = 0, 0471 · x0,4009
Sabendo da equação do m escrito acima, chegou-se na
conclusão de que a constante elástica da mola em questão é
k = 1, 78 · 104N/m.
.
VII. CONCLUSÃO
Através da realização do experimento, verificou-se a ação
das leis do Movimento Harmonico Simples e como a massa
dos corpos acoplados a mola, a constante elástica e ampli-
tude, por exemplo, influenciam no comportamento do sis-
tema massa-mola. Com o resultado obtido, percebeu-se que
conforme o peso aumenta, o comprimento da mola aumenta
proporcionalmente de acordo com a Lei de Hooke. Ademais,
em nenhum dos procedimentos a mola ultrapassou seu limite
de elasticidade, já que assim que as massas foram retiradas,
a mola voltou ao seu comprimento inicial sem qualquer de-
formidade permanente. Sobre o cálculo, o programa utilizado
para plotar o gráfico foi o Excel Office, que forneceu o valor
R2, o qual indica a medida descritiva da qualidade do ajuste
obtido pelo gráfico. Quanto mais próximo o R2 esta de 1,
melhor é esse ajuste. Sendo assim, pode-se dizer que o valor
encontrado para o k foi satisfatorio.