O Modelo de Relatório
Por: Elisabete310 • 24/8/2015 • Relatório de pesquisa • 967 Palavras (4 Páginas) • 233 Visualizações
[pic 1] [pic 2]
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.
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