PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ

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PONTIFÍCIA  UNIVERSIDADE  CATÓLICA  DO  PARANÁ  ESCOLA POLITÉCNICA   Física Experimental I     ALUNO: Taynara Emanoeli. S. Rosário

 

ATIVIDADES EXPERIMENTAIS ENVOLVENDO AS PRINCIPAIS FUNÇÕES  

 

1. RELAÇÃO ENTRE O PERÍODO DE OSCILAÇÃO DE UM OSCILADOR HARMÔNICO E A MASSA DO OSCILADOR  

 

OBJETIVO    

 

• Reconhecer a função que relaciona as duas grandezas físicas do experimento e obter informações sobre as grandezas que as relacionam.

 

MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES DE UM SISTEMA OSCILADOR MASSA-MOLA

        Um sistema oscilador massa-mola é caracterizado por uma massa, , presa a uma mola, de constante elástica, , que é colocado em movimento em um meio sem atrito. O movimento resultante da massa presa à mola é de vaivém, em que a massa se desloca em torno do seu ponto de equilíbrio. Como o movimento ocorre na ausência de atrito, não há perda de energia e a massa percorre sempre a mesma distância no mesmo intervalo de tempo. Esse tempo, denominado de PERÍODO (T), é característico do sistema, ou seja, da combinação entre a massa e a mola que o constituem.  Sendo assim, o período é relacionado à massa e à mola de acordo com [pic 2][pic 3]

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MATERIAL NECESSÁRIO    

 

• Trilho com uma régua graduada, como guia para o carrinho em movimento;
• Molas;
• Carrinho;
• Cronômetro com photogate (sensor);
• Massas de 50 g;
• Balança.

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Figura 1. Montagem experimental do oscilador massa-mola.

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

1) Usando o sistema montado, Fig. 1, afastar o carrinho 10 cm da sua posição de equilíbrio e soltar;

2) Medir o tempo necessário para que o carrinho realize uma oscilação (Período, T);

3) Adicionar uma massa de 50 g, afastar o carrinho de 10 cm e medir o período novamente;

4) Repetir o passo acima, adicionando a cada nova vez uma massa de 50 g, até completar a tabela 1.

 

TABELA 1: Valores de Período medidos para o oscilador de massa, m.  

T (s)	m (kg)
1,7132	0,5103
1,7963	0,5603
1,8682	0,6103
1,9472	0,6603
2,0127	0,7103
2,0857	0,7603
2,1467	0,8103

 

ATIVIDADES

 

1. Quais são as grandezas variáveis do experimento? Defina a variável dependente e a independente.

Eixo y – Período é dependente, tempo.

Eixo X – Massa é independente do tempo.

1. Quais são as grandezas constantes do experimento?  

Constante elástica (K)

1. Qual a função que relaciona as grandezas variáveis e constantes?

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1. A partir dos valores disponíveis na tabela, faça um gráfico da variável independente vs. variável dependente.

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1. O gráfico obtido é linear? Classifique essa função (qual o tipo de função matemática que melhor descreve a tendência de alinhamento dos pontos?) e a escreva em sua forma matemática característica.

Não é linear, é potencial

7. Se a linearização foi feita corretamente, aplique o Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) e obtenha os valores dos coeficientes angular e linear.

a = 2,3377

b = 0,0445

8. Determine a função geradora que descreve o comportamento do sistema.

y = 2,3377x + 0,0445

9. Qual o significado físico de ambos os coeficientes?

O coeficiente a significa a quantia dada por  e o coeficiente representa o erro de medição. [pic 8]

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