Oscilador massa-mola é um sistema físico composto por uma mola ideal, de constante elástica k, presa a um corpo de massa m. Quando esticada ou comprimida, a mola adquire energia potencial elástica, quando solta, essa energia potencial passa a ser periodicamente convertida em energia cinética.
Ao modificar-se a posição do bloco para um ponto em x, este sofrerá a ação de uma força restauradora, regida pela lei de Hooke, ou seja: Como a superfície não tem atrito, esta é a única força que atua sobre o bloco, logo é a força resultante, caracterizando um MHS.
O movimento harmônico simples (MHS) é um movimento periódico que acontece exclusivamente em sistemas conservativos – aqueles em que não há ação de forças dissipativas. No MHS, uma força restauradora atua sobre o corpo de modo a fazê-lo voltar sempre a uma posição de equilíbrio.
Combinando a lei de Hooke com a segunda lei de Newton, temos a equação do movimento para o corpo de massa m: F = ma = m dv dt = m d2x dt2 ⇒ m d2x dt2 = −kx.
Neste exemplo da massa conectada a uma mola, a amplitude é a maior distância que a massa atinge a partir da posição de equilíbrio. Então, aqui, esta distância que vamos indicar por "A" é a amplitude. A amplitude é definida como sendo o maior deslocamento da massa a partir da posição de equilíbrio.
No caso do MHS, o círculo trigonométrico serve como uma referência para uma oscilação completa. Por exemplo, ao comprimir uma mola e soltá-la, temos uma oscilação completa quando ela tiver voltado à posição inicial – nesse caso dizemos que ela percorreu um deslocamento angular igual a 2π radianos.
Quando estudamos física, e avançamos para tópicos mais complexo em algum momento nos deparamos com os movimentos harmônicos, existem dois tipos, o MHS (movimento harmônico simples) e o MHA (movimento harmônico alternado).
A frequência de oscilação é um conceito fundamental na física e na engenharia que descreve a taxa de repetição de um movimento oscilatório. Ela é calculada como o número de oscilações por segundo e está relacionada ao período e à amplitude do movimento.
O movimento harmônico simples (MHS) é o movimento oscilatório periódico ocorrido quando a aceleração e a força resultante são proporcionais e opostas ao deslocamento. É um tipo de frequência do movimento, onde oscila a massa.
Já as molas têm um funcionamento mais óbvio. Elas absorvem os desníveis e imperfeições (naturais ou não) do solo. Assim, para ilustrar, numa lombada elas tendem a “fechar”. E em um buraco, tendem a “abrir”.
Como a mola de um sistema massa mola armazena energia potencial elástica?
De acordo com esse cálculo, o trabalho necessário para deformar a mola é dado pelo produto da constante elástica (k) pelo quadrado da deformação dividido por 2. Essa quantidade de trabalho é exatamente a quantidade de energia que é armazenada pela mola em forma de energia potencial elástica.
Mol é uma palavra que vem do latim “mole”, que significa “porção”, “monte”, “amontoado”, “quantidade”. Essa quantidade tem sempre 6,02x10²³ unidade, que pode ser arredondando para 6x10²³. A unidade de mol se refere ao número de moléculas, íons e átomos, segundo os químicos.
A massa molecular e a massa molar possuem os mesmos valores, o que as difere é a unidade de medida. A massa molar relaciona-se com o número de mols que é dado pela constante de Avogadro.
Qual a influência da gravidade no período de um sistema massa mola?
O principal efeito da inclusão da energia gravitacional é deslocar a parábola da energia elástica centrada em x = 0 para um novo eixo de simetria que passa em x = xeq.A curvatura da parábola, k/2, da qual o período do oscilador depende, é a mesma que sem a gravidade.
O período é o tempo necessário para que um objeto em movimento circular conclua uma volta. No caso da geração de ondas, é o tempo necessário para que uma onda seja formada. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de medida para o período é segundos (s).
No contexto da física, a oscilação refere-se ao movimento repetitivo de um objeto em torno de uma posição de equilíbrio. Esse fenômeno pode ser observado em diversos sistemas, como um pêndulo em movimento ou uma onda sonora.
