Relatório Física Massa Mola

Resumo

Neste experimento foi utilizado um sistema massa-mola para estudar oscilações de pequena amplitude, foi analisado os dois casos possíveis desse sistema, o caso estático e o dinâmico e através dos resultados obtidos foi possível plotar gráficos com intuito de analisar o comportamento de uma variável em relação a outra e verificar se esse sistema tem caráter linear ou não linear. Observou-se e calculou-se também a contate elástica da mola para os dois casos , possibilitando assim uma análise desta constante para mesma mola em ambos os casos.Foi também tabelado todos os dados obtidos possibilitando assim uma discussão dos mesmo e comparação com o que era esperado em teoria , desta forma também foi possível calcular o quão preciso foi esse experimento aqui relatado através do cálculo do desvio percentual , medida essa que compara o valor obtido em experimento e o valor encontrado em literatura.

Introdução

O modelo “sistema massa mola” é de grande importância no estudo de diversos fenômenos naturais, pois é uma boa aproximação para oscilações de pequenas amplitudes.

Existem dois casos possíveis para sistemas massa mola, o primeiro caso é o caso estático onde a mola fica com uma de suas extremidades atada a uma superfície fixa e em sua outra extremidade é presa uma massa. Desta forma a mola encontra-se em um plano horizontal e o atrito com o plano é desprezível.

[pic 1]

Já no segundo caso, o caso dinâmico, a massa é deslocada de sua posição de equilíbrio (O ponto de equilíbrio é aquele onde a força exercida pela mola sobre a massa é nula), então a mola exerce uma força proporcional à distância de deslocamento até a posição de equilíbrio. Essa força exercida, portanto, é uma foça restauradora e tal relação é conhecida como Lei de Hooke expressa na equação 1.

F = - k x                                                            1

Onde F é a força elástica, x é a distância até a posição de equilíbrio e  k  é a constante da mola.

Nesse sistema os valores de massa “m” e da constante elástica da mola “k” são os parâmetros que o definem e levando tais parâmetros em consideração encontramos a equação 2 para frequência angular “w” e a equação 3 para o período.

 [pic 2]                                                          2

[pic 3]                                                 3

No caso estático e no caso dinâmico o “k” possuem diferentes equações para expressa-lo. No caso dinâmico simplesmente se isola o “k” na equação 3 e obtém-se a equação 4.

              4[pic 4]

 Já no caso estático considera-se a segunda lei de newton que diz que a somatória das forças que atuam em um sistema equivale ao produto da massa pela aceleração da gravidade, como nesse caso a única forma que atua no sistema é a força elástica, então o peso menos a força elástica igual a 0. Isolando “k” obtemos a equação 5 para o caso estático.