O Modelo de Relatório

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ELISABETE COSTA LIMA

 SISTEMA MASSA MOLA - OSCILAÇÕES

Relatório apresentado ao professor Walace Pacheco, do curso de Graduação em Engenharia, Turma CCE0478 (3ª feira 21:10), da Universidade Estácio de Sá Campus Sulacap como requisito parcial para avaliação da disciplina de Física Experimental 2.   .

Rio de Janeiro

Março/2015

1. INTRODUÇÃO

Quando um corpo oscila periodicamente em torno de uma posição de equilíbrio, descrevendo uma trajetória retilínea, pode-se dizer que este corpo efetua um movimento harmônico simples (MHS) e este ocorre em razão da ação de uma força restauradora.

Nesse relatório o objetivo de estudo é um sistema massa-mola que consiste em um corpo de massa m preso a extremidade de uma mola cuja extremidade oposta está fixada a uma estrutura. Quando a mola é comprimida ou distendida o corpo inicia um movimento de vai-e-vem regido pela força restauradora exercida pela mola:[pic 3]

O bloco ligado a uma mola tendo como posição de equilíbrio do sistema a posição Xo.

Nesse sistema desprezaremos as forças dissipativas (atrito e resistência do ar). O bloco, quando colocado em oscilação, se movimentará sob a ação da força restauradora elástica, que pode ser calculada pela seguinte expressão.

F = - KX (Lei de Hooke)

Onde F é a força elástica em Newtons, x é o deslocamento em metros (deformação causada pelo peso do corpo de massa m) e k é a constante elástica da mola. A força recebe o sinal negativo por ser uma força restauradora, ou seja, aquela que tende a fazer com que o sistema volte a sua posição original (equilíbrio estável).

Período
O período de um corpo em MHS é o intervalo de tempo referente a uma oscilação completa e pode ser calculado através da seguinte expressão: [pic 4]

Sendo o T – Período, m – Massa e K – Constante elástica da mola.

O período [T(s)] depende da massa do corpo colocado em oscilação [m(kg)] e da constante elástica da mola [k(N/m)].

Abaixo, segue um exemplo de um oscilador massa-mola vertical, que é o objetivo deste estudo:

 O ponto em que a força peso e a força elástica se anulam, e o ponto de equilíbrio do sistema. O sistema massa-mola vertical segue o mesmo padrão do horizontal, se diferenciando pela ação da gravidade na forca peso.[pic 5]

Figura 2 – Sistema Massa-Mola vertical

2. OBJETIVOS

 No experimento a seguir foi analisado o comportamento de um sistema massa-mola. Com o auxílio do modelo matemático proposto na lei de Hooke, forão efetuadas algumas medidas de deslocamento da mola com diferentes pesos aplicados. Com essas medidas e alguns cálculos, obtemos o valor da constante de elasticidade (𝑘). Após isso, novas medidas, do período de oscilação da mola com diferentes pesos aplicados, forão feitas.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

Haste para fixação das molas, mola helicoidal, conjunto de três pesos, escala milimétrica acoplada, gancho para acoplamento e cronômetro.

4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

1ª Parte: Determinar a constante da mola

- Foi anotado na quarta coluna da tabela (lo) o valor de 3,2. Esse valor é o valor da posição ocupada pela parte inferior do gancho em relação à escala. O gancho funciona como lastro, não deve ser considerado como carga.

- Foram utilizadas 3 massas e o valor de cada uma das massas é aproximadamente igual a 50 g e foi anotado na primeira coluna.

- Os valores da massa em grama, anotada na primeira coluna, foi passada para kg e anotada na segunda coluna.

- A Força Peso foi calculada adotando g= 9,80 m/s2 e multiplicando pelo valor da massa em kg da segunda coluna, completando a terceira coluna da tabela.

- Pendurando uma a uma, as três massas no gancho de acoplamento e fazendo as leituras na escala milimétrica, calculando o alongamento da mola, o que permitiu completar o restante da tabela 1.

Tabela 1

Massas (g)	Massas (kg)	F=P=mg (N)	l0 (cm)	l (cm)	X=l - lo (cm)	X= l - lo  (m)	K=F/x=mg/x  (N/m)
m1= 50	0,050	0,49	3,2	4,8	1,6	0,016	30,625
m1+m2= 100	0,100	0,98	3,2	6,5	3,3	0,033	29,697
m1+m2+m3= 150	0,150	1,47	3,2	8,2	5	0,050	29,4

2ª Parte: Determinar o período de oscilação

Foi medido o período do movimento oscilatório do sistema mola-massa. Para realizar esta medida foi feto o seguinte procedimento:

- Foi posto a massa de 50 g na mola.

- A partir da posição de repouso, alongou-se a mola, segurando pelo disco cerca de 10 mm e liberado.

- No momento da liberação, foi acionado o cronômetro.