Lei de Hooke e Movimento Harmônico Simples

Fonte: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics & Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA

Energia potencial é um conceito importante na física. Energia potencial é a energia associada a forças que dependem da posição de um objeto em relação ao seu entorno. A energia potencial gravitacional, que é discutida em outro vídeo, é a energia associada que é diretamente proporcional à altura de um objeto acima do solo. Da mesma forma, é possível definir a energia potencial da primavera, que é diretamente proporcional ao deslocamento de uma nascente de seu estado relaxado. Uma mola esticada ou compactada tem energia potencial, pois tem a capacidade de trabalhar sobre um objeto. A "capacidade de fazer o trabalho" é frequentemente citada como a definição fundamental de energia.

Este vídeo demonstrará a energia potencial armazenada em molas. Também verificará a equação da força restauradora das molas, ou a Lei de Hooke. A constante da mola é diferente para molas de diferentes elasticidades. A lei de Hooke será verificada e a constante de mola medida anexando pesos variados a uma mola suspensa e medindo os deslocamentos resultantes.

1. Meça a energia constante e potencial da mola e confirme a relação entre a massa e o período oscilatório T.

1. Obtenha uma mola com uma constante de mola conhecida, um suporte para anexar a mola a pelo menos 5 pesos de massas variadas que podem ser anexadas à mola, uma vara de medidor e um cronômetro.
2. Fixar o suporte a uma base sólida e anexar a mola ao suporte. Certifique-se de que há espaço suficiente abaixo da mola para que ele se estique sem bater na mesa ou no chão.
3. Para cada uma das mas

Os resultados representativos do experimento, realizados com uma mola de k constante = 10 N/m, são mostrados na Tabela 1. O enredo de F versus o deslocamento Δy é plotado abaixo na Figura 2. A função linear é adequada com uma linha, e a inclinação da linha é igual à constante da mola, dentro de uma margem de erro. A linearidade do resultado mostra a validade da lei de Hooke(Equação 1).

Ins...

O uso de molas é onipresente em nossas vidas cotidianas. A suspensão de carros modernos é feita de molas que são devidamente amortecidos. Isso requer conhecimento das constantes da primavera. Para passeios cadillac mais suaves, molas com uma constante de mola mais baixa são usadas, e o passeio é "mushier". Carros de alto desempenho usam molas com uma maior constante de mola para melhor manuseio. Pranchas de mergulho também são feitas com molas de diferentes constantes de mola, dependendo da quantidade de "salto" ...