Física Experimental Ressonância (Oscilações Forçadas)
Por: Lidiany Veloso • 12/10/2016 • Relatório de pesquisa • 1.144 Palavras (5 Páginas) • 496 Visualizações
Ressonância (Oscilações Forçadas)
Relatório realizado pelos alunos: Guilherme Souza, Matrícula: 201401320651 e Lidiany Veloso, Matrícula: 201402243963.
Prof. Me. Thiago da S. T. Alvarenga
Física Experimental II
Turma: 3110.
06/05/2015
Introdução
Um sistema físico oscila livremente, ou seja, sem sofrer a ação de agentes externos. Isso
significa que esse sistema está executando uma oscilação livre e possui uma frequência ω, essa é a frequência natural de oscilação desse sistema. A partir do momento que for introduzido um agente externo que execute uma força sobre esse sistema, surgirá uma nova frequência ω1 que será a frequência de oscilação do agente externo. Quando essas frequências se igualam, a amplitude assume seu valor máximo, assim como a transferência de energia. Esse fenômeno se chama ressonância.
Sempre que a frequência de oscilação natural de um sistema é a mesma do agente causador
externo, a energia do sistema atinge seu valor máximo fazendo o sistema vibrar com amplitudes cada vez maiores.
Quando essas duas frequências se sobrepuseram, uma nova amplitude passou a existir
assumindo seu valor máximo.
Seja um pêndulo e sua esquematização das forças:
Pela 2ª lei de Newton
Pr=m.a m=cte
Fx=max
-P sen θ+F=ma
-mg sen θ+F=ma
-mg sen xL+F=ma
-mg xL+ F=ma
-mgxL+ F0cosωt=ma
-mg x(t)L+ F0cos (ωt)=m∂2x(t)∂t2
vt=∂x(t)∂t
at=∂v(t)∂t=∂2x(t)∂t2
Calculo do limite:
d²x(t)dt²= -W2otT+ Fo Cosm (wt)
limω→ω0=F0m . sen ω0t. t2ω0
Objetivo
Analisar o comportamento da demonstração experimental do fenômeno conhecido como
ressonância través da transferência de energia entre um sistema de pêndulos.
Esquema de Montagem
Barbante de tamanho (L)
Suportes
Corpo Pendular
Cronômetro
Procedimento Experimental
Foi amarrado um barbante ligando a parte superior dos dois suportes de laboratório, afastando um do outro aproximadamente 50 cm. Foi calculado o tempo de 10 oscilações para cada um dos corpos pendulares (cada um com seu tamanho específico) e no fim foram colocados ambos sobre o mesmo barbante e contadas as 10 oscilações na alternância entre eles. Foram anotados os tempos com o cronômetro e calculadas as frequências.
Resultados e discussões
Tabela 01
N° Tempo (s) N° de oscilações f1 (Hz)
1 11,39 10 0,8779631255
2 11,34 10 0,8818342152
3 11,42 10 0,8756567426
4 11,42 10 0,8756567426
5 11,36 10 0,8802816901
Média do tempo → 11,386 Média F1 → 0,8782785032
Tabela 02
N° Tempo (s) N° de oscilações f2 (Hz)
1 8,98 10 1,113585746
2 9,11 10 1,097694841
3 9,13 10 1,095290252
4 9,21 10 1,08577633
5 9,08 10 1,101321586
Média do tempo → 9,102 Média F2 → 1,098733751
Tabela 03
N° Tempo (s) N° de oscilações fbat (Hz)
1 37,99 10 0,263227165
2 37,99 10 0,263227165
3 38,99 10 0,2564760195
4 38,69 10 0,2584647196
5 38,41 10 0,2603488675
Média do tempo → 161,342 Média Fbat → 0,2603487873
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