Movimento Harmonico Simples

FUNDAMENTAÇÃO TEORICA

Diz-se que um ponto material efetua um movimento harmônico simples linear(MHS) quando, numa trajetória retilínea, oscila periodicamente em torno de uma posição de equilíbrio sob a ação de uma força cuja intensidade é proporcional à distância do ponto à posição de equilíbrio. Essa força é sempre orientada para a posição de equilíbrio e chama-se força restauradora.

Chamamos período do movimento (T) o intervalo de tempo que estes ciclos levam até se repetirem. Assim, ao decorrem-se um número (n) de repetições em um determinado intervalo de tempo (Δt)

Como n é uma grandeza adimensional, o período tem unidade igual à unidade de tempo. No SI, é medido em segundos (s).

Além do período, em um movimento periódico, é considerada uma grandeza chamada frequência (f), que corresponde ao numero de repetições do movimento (n) em um determinado intervalo de tempo (Δt)

Analisando as unidades da relação, a frequência é medida pelo inverso de unidade de tempo, ou seja, 1/s que recebe o nome de hertz (Hz) no SI.

O estudo dos movimentos harmônicos simples foi fundamental para diversas inovações tecnológicas, desde a construção de relógios de pêndulo até estudos espaciais que possibilitaram, entre outras coisas, a criação de satélites artificiais e sondas espaciais.

RESULTADOS

Alterando a constante da mola (k)

Grandezas 1ª vez 2ª vez 3ª vez

Constante da mola (k) 10,00 N/m 20,00 N/m 30,00 N/m

Período (T) 4,44s 3,14s 2,57s

Velocidade (v) 0,0707m/s 0,100m/s 0,122m/s

Aceleração (a) 0,100 m/s2 0,200 m/s2 0,300 m/s2

Força (F) 0,500N 1,00N 1,50N

Energia (E) 0,0125J 0,0250J 0,0375J

Alterando a massa (m)

Grandezas 1ª vez 2ª vez 3ª vez

Massa (m) 1,00Kg 2,00Kg 4,00Kg

Período (T) 1,15s 1,62s 2,29s

Velocidade (v) 0,272m/s 0,194m/s 0,137m/s

Aceleração (a) 1,50m/s2 0,750m/s2 0,375m/s2

Força (F) 1,50N 1,50N 1,50N

Energia (E) 0,0375J 0,0375J 0,0375J

Alterando aceleração da gravidade (g)

Grandezas 1ª vez 2ª vez 3ª vez

Gravidade (g) 10,0 20,0 30,0

Período (T) 2,29s 2,29s 2,29s

Velocidade (v) 0,137m/s 0,137m/s 0,137m/s

Aceleração (a) 0,375m/s2 0,375m/s2 0,375m/s2

Força (F) 1,5N 1,5N 1,5N

Energia (E) 0,0375J 0,0375J 0,0375J

Alterando a amplitude da oscilação (A) ou elongação

Grandezas 1ª vez 2ª vez 3ª vez

Elongação (A) 0,010m 0,020m 0,040m

Período (T) 2,29s 2,29s 2,29s

Velocidade (v) 0,0274m/s 0,0548m/s 0,110m/s

Aceleração (a) 0,0750m/s2 0,150m/s2 0,300m/s2

Força (F) 0,300N 0,600N 1,200N