O MOVIMENTO OSCILATÓRIO LEVEMENTE AMORTECIDO

[pic 1]

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul

Laboratório de Física 1

Prof. Dr. Samuel Leite de Oliveira

MOVIMENTO OSCILATÓRIO LEVEMENTE AMORTECIDO

Allana Reichila Santos Soares

Danilo Costa de Oliveira

Laurykeze de Oliveira Ferreira

Matheus Gonçalves Rodrigues dos Santos

17 de novembro de 2022

Campo Grande - MS

1 OBJETIVOS

Comparar e observar o movimento de um sistema massa-mola com o modelo matemático de um oscilador harmônico simples levemente amortecido.

Determinar a amplitude, o período, a constante de viscosidade.

2 INTRODUÇÃO        

3 MATERIAIS E MÉTODOS    

3.1 Materiais

• Sistema de
• Corpo de atrito C
• Placa de atrito
• Dinamômetro
• Freio para corpo de atrito

3.2 Métodos

Preparação:

1. Fixou-se o medidor de forças no suporte.
2. Foi preso o freio para o corpo de atrito à perfil em U. (O freio impediu um golpe repentino do corpo de atrito).
3. Ajustou-se o trilho de atrito de modo que o indicador da escala angular se encontrasse em zero.
4. Foi colocada a placa de atrito sobre o trilho, com o lado liso ou rugoso à vista conforme a escolha, e colocado um corpo de atrito sobre a placa.

 Para a experiência do atrito estático:

1. Foi movida a placa de atrito lentamente com força constante.
2. Foi anotado o valor máximo da força enquanto o corpo de atrito estava se movendo junto com a placa de atrito.
3. Repetiu-se a medição no mínimo 5 vezes e determinou-se um valor médio a partir dos dados obtidos.

Para a experiência do atrito dinâmico (deslizante):

1. Executou-se a medição como descrito anteriormente, porém, agora o valor força depois que o corpo começou a deslizar sobre a placa.
2. Repetiu-se a medição no mínimo vezes e determinou-se um valor médio a partir dos dados obtidos.
3. Foi numerado e medido o valor de três massas.
4. Foram repetidos os procedimentos do atrito estático e dinâmico para as três massas, executando no mínimo 5 medidas para cada massa.

Após a coleta de dados, foram feitos os gráficos da força de atrito em função da massa, para o atrito estático e para o dinâmico. E determinados os valores dos coeficientes de atrito estático e dinâmico.

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 Resultados

Foram realizados os cálculos para a superfície lisa e a rugosa através dos dados obtidos experimentalmente. Para melhor observação dos resultados dividiu-se os resultados em dois tópicos, onde cada um apresenta a tabela de dados e os gráficos de força de atrito em função das massas.

Para os dois cálculos utilizamos as massas padronizadas e numeradas de acordo com as tabelas 1 e 2, e uma força constante para ambos os experimentos.

Tabela 1 – Dados experimentais na superfície lisa

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Fonte: Autores, 2022.

Tabela 2 – Dados experimentais na superfície rugosa

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Fonte: Autores, 2022.

4.1.1 Coeficiente de Atrito Estático

Para construção dos gráficos 1 e 2 foram utilizados os dados da terceira coluna das duas tabelas.

Gráfico 1 – Forças de atrito estático em função das massas na superfície lisa

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Fonte: Autores, 2022.

Gráfico 2 – Forças de atrito estático em função das massas na superfície rugosa

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Fonte: Autores, 2022.

Sabemos que a função da força de atrito é , como a normal se dá por  então podemos substituir na fórmula, assim temos  . Como a força de atrito e a massa são os termos dependentes e independentes respectivamente, então podemos concluir que  . Com as equações fornecidas pelos gráficos podemos calcular o coeficiente de atrito estático sabendo que o coeficiente angular da equação fornecida é o  na nossa fórmula.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

Para a superfície lisa obtivemos a equação , fazendo uma relação com  , temos que . Como a força normal é igual a força peso do corpo, então a aceleração é a da gravidade com o valor de 9,8 m/s2. Como , então:[pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

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E para a superfície rugosa, obtivemos a equação , sendo o valor de , podemos calcular o coeficiente de atrito estático:[pic 18][pic 19]

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4.1.2 Coeficiente de Atrito Dinâmico

Para construção dos gráficos 3 e 4 foram utilizados os dados da quarta coluna das duas tabelas.

Gráfico 3 – Forças de atrito dinâmico em função das massas na superfície lisa

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Fonte: Autores, 2022.

Gráfico 4 – Forças de atrito dinâmico em função das massas na superfície rugosa

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Fonte: Autores, 2022.

De forma análoga ao item anterior, também calculamos os valores dos coeficientes de atrito dinâmico utilizando a fórmula  fazendo a relação com as equações dadas pelos gráficos 3 e 4.[pic 25]

Para a superfície lisa obtivemos a equação , fazendo uma relação com  , temos que . Como a força normal é igual a força peso do corpo, então a aceleração é a da gravidade com o valor de 9,8 m/s2. Como , então:[pic 26][pic 27][pic 28][pic 29]