Laboratório Multimidia - LMM
       Departamento de Física - UFAL
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Lei de Hook e o
Movimento Harmônico Simples

 

A força exercida sobre uma massa por um mola ligada a ela tem a forma F = - k x, onde x mede o deslocamento da massa a partir do seu ponto de equilíbrio e k é uma constante característica da mola, conhecida como constante elástica da mola. Esta lei é conhecida como Lei de Hook.

O simulação permite a realização de alguns experimentos que mostram a relação entre a Lei de Hook e o movimento harmônico simples, descritos a seguir.

 

Como usar:

A mola sobre a mesa está conectada a um fio que passa através de uma polia sem atrito.

Para adicionar massas à mola você pode proceder da seguinte maneira:

  1. Mova o mouse sobre a pilha de massas depositadas no "chão".
  2. As massas acima da posição do mouse serão preenchidas em preto.
  3. Clique o botão esquerdo mouse e as massas serão adicionadas à mola.
  4. As massas adicionadas irão também aparecer ligadas a uma outra mola à direita da primeira.

Note que a mola vai esticar-se a uma nova posição de equilíbrio.

Para retirar massas dà mola, você pode proceder da seguinte maneira:

  1. Mova o mouse sobre a região dos blocos ligados à mola.
  2. As massas abaixo da posição do mouse serão preenchidas em preto.
  3. Clique o botão esquerdo do mouse para removê-los da mola.

 

Experimento:

Se você pressionar o botão direito do mouse sobre as massas e arrastá-lo para cima ou para baixo a força exercida na mola não vai mais balancear o peso das massas. Ao liberar o botão do mouse, o sistema passa a oscilar. Se uma mola com uma massa é levemente esticada ou comprimida e então solta, o sistema vai oscilar como um oscilador harmônico simples. Muitos sistemas elásticos (prédios, mastros de bandeiras, asas de aviões etc.) comportam-se de maneira semelhante.

Para controlar a simulação:

  • Pressione o botão esquerdo do mouse para suspender e reiniciar a simulação
  • Pressione o botão Stop para reposicionar a mola na sua posição de equilíbrio
  • Pressione o botão Reset para ajustar os parâmetros da simulação aos seus valores iniciais.

Exercícios

  1. Encontre a constante elástica da mola.
  2. O ponto verde na simulação representa o ponto de equilíbrio. Como determinar a amplitude de oscilação?
  3. Meça o período da oscilação. Qual a relação entre a massa e o período?
  4. O que representam o ponto azul e o ponto vermelho no quadro sob a mola?
  5. O que mais você pode observar?