MOVIMENTO
HARMÔNICO SIMPLES
OBJETIVOS
VERIFICAR EXPERIMENTALMENTE A LEI DE HOOKE EM
MOLAS HELICOIDAIS, ISTO É, 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.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
SEJA UM SISTEMA EM SITUAÇÃO DE EQUILÍBRIO
ESTÁVEL. QUANDO ESSE SISTEMA É LEVEMENTE AFASTADO DESSA SITUAÇÃO E LIBERADO,
PASSA A EXECUTAR UM MOVIMENTO PERIÓDICO OU OSCILATÓRIO, EM TORNO DA POSIÇÃO DE EQUILÍBRIO,
CHAMADO DE MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES (MHS), SE NÃO EXISTIREM FORÇAS
DISSIPATIVAS.
MONTAGEM EXPERIMENTAL
SUPORTE VERTICAL PARA A MOLA
DISCO DE METAL
RÉGUA MILIMETRADA;
CRONÔMETRO
BALANÇA
PAPEL MILIMETRADO
EXPERIÊNCIA
a)
MONTAR
A MOLA HELICOIDAL NO SUPORTE UNIVERSAL.
b)
AJUSTAR
O VALOR DE ZERO DA ESCALA DE MEDIDA.
c)
ACRESCENTAR
UMA MASSA DE VALOR CONHECIDO NO PORTA MASSA.
d)
PUXAR
LEVEMENTE O SUPORTE DE MASSAS PARA BAIXO DA POSIÇÃO DE EQUILÍBRIO DO SISTEMA
MASSA-MOLA E SOLTE-O, NO MESMO INSTANTE EM QUE ATIVAR O CRONÔMETRO PARA MEDIR A
ELONGAÇÃO DA MOLA.
e)
REPETIR
O PROCEDIMENTO ANTERIOR 3 VEZES.
f)
ORGANIZAR
OS VALORES MEDIDOS EM UMA TABELA.
REGISTRO DE DADOS
|
||||
mi (Kg)
|
Li (m)
|
FI (N)
|
K
|
10 T(s)
|
0,10
|
0,26
|
1,0
|
0,4
|
4,41
|
0,15
|
0,28
|
1,5
|
0,4
|
5,28
|
0,20
|
0,30
|
2,0
|
0,4
|
6,70
|
Ť≈5,46
|
||||
RESULTADOS OBTIDOS
Tgθ = senθ / cosθ à Tgθ = 0,4
T = 2 x π x √m+m / k
à T =
2 x 3,14 x √0,15+0,10 à T = 7,85
CONCLUÍ-SE
QUE A CONSTANTE ELÁSTICA DA MOLA, COMO DETERMINADO ESTATICAMENTE, É (0,4±0,02)N/M.
A DETERMINAÇÃO PELO MÉTODO DINÂMICO FORNECE UMA CONSTANTE ELÁSTICA IGUAL A
5,87N/M. COMO ESPERADO, OS VALORES SÃO DIFERENTES, HÁ UMA DIFERENÇA DE 4% ENTRE
ELES, DIFERENÇA QUE É SATISFATÓRIA CONSIDERANDO-SE A MONTAGEM E EXECUÇÃO DO
EXPERIMENTO.
experimento 6
