Estudo experimental do movimento harmônico simples de um sistema massa-mola em função do diâmetro da mola
| Autor: | C. A. Triana, F. Fajardo |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2013 |
| Předmět: |
lei de Hooke
Theoretical models General Physics and Astronomy Simple harmonic motion Education symbols.namesake movimento harmônico simples constante elástica elastic constant Physics simple harmonic motion amortecimento Angular frequency damping Hooke's law spring-mass system Natural frequency Mechanics lcsh:QC1-999 Effective mass (spring–mass system) Massless particle sistema massa-mola Damping factor symbols lcsh:Physics |
| Zdroj: | Revista Brasileira de Ensino de Física, Volume: 35, Issue: 4, Article number: 4305, Published: DEC 2013 Revista Brasileira de Ensino de Física, Vol 35, Iss 4 Revista Brasileira de Ensino de Física v.35 n.4 2013 Revista Brasileira de Ensino de Física Sociedade Brasileira de Física (SBF) instacron:SBF |
| Popis: | The simple harmonic motion of a spring-mass system generally exhibits a behavior strongly influenced by the geometric parameters of the spring. In this paper, we study the oscillatory behavior of a spring-mass system, considering the influence of varying the average spring diameter Φ on the elastic constant k, the angular frequency ω, the damping factor γ, and the dynamics of the oscillations. It was found that the elastic constant k is proportional to Φ-3, while the natural frequency ω0 is proportional to Φ- 3 / 2, and γ decreases as Φ increases. We also show the differences obtained in the value of the angular frequency ω when the springs are considered as ideal (massless), taking into account the effective mass of the spring, and considering the influence of the damping of the oscillations. This experiment provides students with the possibility of understanding the differences between theoretical models that include well-known corrections to determine the frequency of oscillations of a spring-mass system. O movimento harmônico simples de um sistema massa-mola geralmente mostra um comportamento que é fortemente determinado pelos parâmetros geométricos da mola. Neste trabalho estuda-se o comportamento oscilatório de um sistema massa-mola considerando o efeito da variação do valor médio do diâmetro Φ da mola na constante elástica k, a frequência angular ω, o fator de amortecimento γ e a dinâmica das oscilações. Nós encontramos que a constante elástica k é proporcional a Φ- 3, enquanto a frequência ω0 é proporcional a Φ- 3 / 2, e que γ diminui quando Φ aumenta. Também se mostram as diferenças encontradas no valor da frequência angular ω quando as molas são consideradas ideais (sem massa), levando em conta a massa efetiva da mola, e levando em conta o amortecimento das oscilações. Esta experiência oferece aos estudantes a possibilidade de compreender as diferenças nos modelos teóricos que levam em conta correções que são bem conhecidas para determinar a frequência das oscilações de um sistema massa-mola. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|