
Oscilações com mola
Descrição 
Um dos sistemas que ele representa é o de uma mola. Isso está associado à deformação elástica do material do qual a mola é feita. Quando falamos de "elástica", nos referimos a uma deformação que, ao remover o estresse aplicado, permite que o sistema recupere completamente sua forma original. Entende-se que não sofre uma deformação plástica.
Uma vez que a energia da mola é dada por
E=\displaystyle\frac{1}{2}m_i v^2+\displaystyle\frac{1}{2}k x^2
o período será igual a
T=2\pi\sqrt{\displaystyle\frac{m_i}{k}}
e, portanto, a frequência angular é
\omega_0 ^2=\displaystyle\frac{ k }{ m_i } |
ID:(15563, 0)

Modelo
Top 

Parâmetros

Variáveis

Cálculos




Cálculos
Cálculos







Equações
E = K + V
E = K + V
K =\displaystyle\frac{ p ^2}{2 m_i }
K = p ^2/(2 * m_i )
\nu =\displaystyle\frac{1}{ T }
nu =1/ T
\omega = 2 \pi \nu
omega = 2* pi * nu
\omega = \displaystyle\frac{2 \pi }{ T }
omega = 2* pi / T
\omega_0 ^2=\displaystyle\frac{ k }{ m_i }
omega_0 ^2 = k / m_i
p = m_i v
p = m_i * v
T =2 \pi \sqrt{\displaystyle\frac{ m_i }{ k }}
T =2* pi *sqrt( m_i / k )
v = - x_0 \omega_0 \sin \omega_0 t
v = - x_0 * omega_0 *sin( omega_0 * t )
V =\displaystyle\frac{1}{2} k x ^2
V = k * x ^2/2
E =\displaystyle\frac{1}{2} k x_0 ^2
V = k * x ^2/2
x = x_0 \cos \omega t
x = x_0 *cos( omega_0 * t )
ID:(15851, 0)

Energia total
Equação 
A energia total corresponde à soma da energia cinética total e da energia potencial:
![]() |
ID:(3687, 0)

Energia cinética em função do momento
Equação 
A energia cinética de uma massa m
K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2 |
pode ser escrita em termos do momento como
![]() |
Como a energia cinética é igual a
K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2 |
e o momento é
p = m_i v |
podemos expressá-la como
K_t=\displaystyle\frac{1}{2} m_i v^2=\displaystyle\frac{1}{2} m_i \left(\displaystyle\frac{p}{m_i}\right)^2=\displaystyle\frac{p^2}{2m_i}
ou seja
K =\displaystyle\frac{ p ^2}{2 m_i } |
ID:(4425, 0)

Oscilações com mola
Equação 
O produto de la constante de Hooke (k) e la massa inercial (m_i) é denominado la frequência angular da mola (\omega) e é definido como:
![]() |
ID:(1242, 0)

Momento
Equação 
O momento (p) é calculado a partir de la massa inercial (m_i) e la velocidade (v) usando
![]() |
ID:(10283, 0)

Frequência
Equação 
La frequência (\nu) corresponde ao número de vezes que ocorre uma oscilação em um segundo. Já La período (T) é o tempo que uma única oscilação leva. Portanto, o número de oscilações por segundo é:
![]() |
A frequência é indicada em Hertz (Hz).
ID:(4427, 0)

Frequência angular
Equação 
La frequência angular (\omega) é com la período (T) igual a
![]() |
ID:(12335, 0)

Amplitude de oscilação
Equação 
Com a descrição da oscilação usando
z = x_0 \cos \omega_0 t + i x_0 \sin \omega_0 t |
a parte real corresponde à evolução temporal da amplitude
![]() |
![]() |
ID:(14074, 0)

Velocidade de oscilação
Equação 
Ao obtermos a parte real da derivada do número complexo que representa a oscilação
\dot{z} = i \omega_0 z |
cuja parte real corresponde à velocidade
![]() |
![]() |
Usando o número complexo
z = x_0 \cos \omega_0 t + i x_0 \sin \omega_0 t |
introduzido em
\dot{z} = i \omega_0 z |
obtemos
\dot{z} = i\omega_0 z = i \omega_0 x_0 \cos \omega_0 t - \omega_0 x_0 \sin \omega_0 t
assim, a velocidade é obtida como a parte real
v = - x_0 \omega_0 \sin \omega_0 t |
ID:(14076, 0)