Sistema Massa-mola

Relatório de Aulas Práticas – Sistema Massa-Mola

Indira Tainá de Oliveira Santos

Ingrid Macelli Silva de Jesus

Paula Grazyella Coelho Silva

Vinicius dos Santos Silva

Feira de Santana- BA

2013

Indira Tainá de Oliveira Santos

Ingrid Macelli Silva de Jesus

Paula Grazyella Coelho Silva

Vinicius dos Santos Silva

Professor: Ernando Silva Ferreira

Relatório de Aulas Práticas – Sistema Massa-Mola

Feira de Santana - BA

2013

SUMÁRIO

Resumo........................................................................................................................................4

Introdução...................................................................................................................................5

Procedimentos experimentais.....................................................................................................7

Tratamento de dados e Resultados............................................................................................8

Discussão teórica.......................................................................................................................16

Conclusão..................................................................................................................................20

Referências bibliográficas.........................................................................................................21

RESUMO

Este trabalho tem como objetivo geral revisar os conceitos de Oscilador Harmônico Simples, a partir da construção de um sistema massa-mola. Para tanto, o problema proposto pelo mesmo, é calcular o valor da constante elástica da mola (K) em um sistema massa-mola, e em associações em série e em paralelo, estudando as suas respectivas leis, bem como, estudar as forças que dependem da posição, sendo a força exercida por uma mola um caso típico, levando em consideração que este tipo de força é conservativa e não constante. Ressaltando que, este sistema obedece à Lei de Hooke, visando que o mesmo se move sob a ação de um força restauradora, onde a intensidade depende da amplitude, do deslocamento, e das propriedades elásticas da mola.

O movimento da mola ocorre na vertical, e é causado pela força elástica. Analisando as forças que atuam neste sistema, tem a força elástica( ), que atua sobre toda a extensão da mola, e a força peso(P), gerada pela massa do disco(m).

A partir do problema fornecido, utiliza-se um sistema formado por uma mola suspensa por uma haste, e um suporte de molas, além de discos de ferro, com variadas massas, caracterizando um sistema massa-mola. A fim de analisar o comportamento da oscilação deste sistema, deve-se fornecer uma força manual, para transferir à oscilação da mola.

Utilizando uma trena graduada, pode-se medir a distância do ponto fixo que prende a mola, até a altura final da haste com os discos de massa, e assim determinar o comprimento (x) da mola. A partir daí, e do movimento do sistema, pode definir o período de oscilação do mesmo, sabendo que o período de oscilação de um sistema massa-mola é definido como sendo o tempo necessário para que um corpo qualquer de massa m, passe duas vezes seguidas pelo mesmo ponto, numa mesma direção. Daí, a variação no comprimento da mola causada pelo acréscimo de massas na haste que a prende, é chamada x, necessária para calcular a intensidade da força restauradora do sistema, partindo da lei de Hooke, onde Fel = - K x.

A partir das massas presas a mola e do seu período de oscilação(T), pode-se determinar a constante elástica da mola(K).

Introdução

Um corpo ligado à extremidade de uma mola, esticada ou comprimida, possui energia potencial elástica. A mola comprimida exerce uma força sobre o corpo, a qual realiza um trabalho sobre ele quando o abandonamos. Porém, se esticarmos ou comprimirmos uma mola, percebe-se que a força exercida pela mola é diretamente proporcional ao seu deslocamento do estado inicial, ou seja, quando este está em equilíbrio. Tal condição na mola ocorre quando ela está em seu estado natural (sem alteração no seu comprimento).

A Lei de Hooke é uma lei de física que está relacionada à elasticidade de corpos e também serve para calcular a deformação causada pela força que é exercida sobre um corpo, provocando uma alteração no comprimento da mola, sendo que tal força é igual ao deslocamento da massa partindo do seu ponto de equilíbrio multiplicada pela constante da mola ou de tal corpo que virá à sofrer tal deformação.

F= - K.Δl

O sinal negativo indica que a força estar contra o movimento.

Ao aplicarmos uma força de intensidade F a mola distenderá passando a ter um comprimento Lf. A diferença entre L0 e Lf será a deformação ΔL sofrida pela mola, ou seja, o quanto ela foi esticada. Ao acrescentarmos massas de diferentes pesos (forças) também temos uma mudança no alongamento da mola, e quanto maior a força aplicada maior é o valor da deformação ΔL. Isso mostra que há uma relação direta entre a força aplicada e a deformação sofrida pela mola. E o peso P de um corpo com massa m pendurado na mola é a força responsável pela distensão da mola. Numa situação de equilíbrio, temos duas forças de módulos iguais e sentidos contrários F e P agindo sobre o corpo. A primeira se deve á força restauradora da mola, tal que F = -P, e a segunda