Relatório de Massa Mola

1. ANALISANDO O PRIMEIRO CONJUNTO MASSA-MOLA Comprima o primeiro conjunto massa-mola até a marca de 64,2 mm e analise o comportamento do conjunto.

Como modelo para essa análise, consideraremos um sistema massa-mola ideal, composto por uma massa m = 1 kg acoplada a uma mola com constante elástica k = 10 N/m.

Se comprimirmos a mola até a marca de 64,2 mm, a mola sofrerá uma deformação Δx = x - x0, onde x0 é o comprimento natural da mola e x é o comprimento final da mola comprimida. Assumindo que o comprimento natural da mola seja de 100 mm, teremos:

Δx = x - x0 = 64,2 mm - 100 mm = -35,8 mm

Isso significa que a mola foi comprimida em 35,8 mm em relação à sua posição de equilíbrio.

Ao liberarmos a mola, a energia potencial elástica armazenada na mola será convertida em energia cinética da massa, que começará a se mover para cima e para baixo em um movimento harmônico simples (MHS). A frequência angular da oscilação será dada por:

ω = sqrt(k/m) = sqrt(10 N/m / 1 kg) = 3,16 rad/s

O período de oscilação será dado por:

T = 2π/ω = 2π/sqrt(10 N/m / 1 kg) = 1,99 s

A amplitude da oscilação será determinada pela energia potencial elástica armazenada na mola, que é proporcional ao quadrado da deformação da mola:

Epe = (1/2)k(Δx)^2 = (1/2) * 10 N/m * (35,8 mm / 1000)^2 = 0,00646 J

A amplitude da oscilação será igual a:

A = sqrt(2Epe/m) = sqrt(2 * 0,00646 J / 1 kg) = 0,144 m

Portanto, quando comprimimos a mola até a marca de 64,2 mm, o sistema massa-mola começará a oscilar com uma frequência angular de 3,16 rad/s e um período de oscilação de 1,99 s. A amplitude da oscilação será de 0,144 m. O sistema irá oscilar para cima e para baixo em torno da sua posição de equilíbrio, seguindo um movimento harmônico simples.

2. ANALISANDO OS OUTROS CONJUNTOS MASSA-MOLA Comprima os outros conjuntos massa-mola até 64,2 mm e analise cada comportamento. Para auxiliar a coleta de dados, utilize um cronômetro.

1. Descreva o comportamento de cada uma das molas.

Quarto conjunto

O quarto conjunto massa mola sem amortecimento teve um deslocamento até 28 mm e – 23 mm, sendo assim o deslocamento positivo e negativo gerou uma onda senoidal  e parando a 0 deslocamento com 5 minutos e 30 segundos

Terceiro conjunto

O terceiro conjunto teve um deslocamento no começo de 0,5 segundo que atingiu um pico de 30 mm e -20mm, gerando uma pequena onda senoidal no começo, nos próximos 20 segundos teve um redução de 40mm de deslocamento para 0mm.

Segundo conjunto

Segundo conjunto tem um amortecedor mais rígido após a excitação na massa mola, obtivemos um deslocamento positivo no gráfico de 24 mm nos 3 primeiros segundos, com 5 segundos a massa mola começa a entrar no gráfico com 0 deslocamento após isso com 10 segundos a massa mola já estava em estado de inércia que indica um amortecimento mais rígido  

Primeiro conjunto

O primeiro conjunto começa com um deslocamento de 30 mm nos primeiros 7 segundos, os próximos segundos a excitação do conjunto massa mola diminui entrando em estado de inércia aos 50 segundos e não tendo um deslocamento negativo por conta do seu amortecimento