Física: Oscilações

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O movimento de um oscilador (pêndulo simples ou sistema massa-mola) pode ser livre ou amortecido. É importante lembrarmos a diferença desses movimentos.

Pêndulo oscilando livremente

Um pêndulo que oscila livremente (sem sofrer ação de forças dissipativas) realiza um movimento oscilatório, ou seja, um movimento em que o sentido do movimento se alterna periodicamente, porém a trajetória é a mesma para ambos os sentidos. Se o ângulo de abertura do pêndulo em relação a vertical for reduzido, esse movimento pode ser considerado harmônico simples.

No vídeo a seguir você pode observar o comportamento da força resultanteaceleração (seta rosa), das forças atuantes – peso (seta azul) e tensão da corda (seta marrom), bem como as variações das energias potencial gravitacional e energia cinética, cuja soma compõe a energia mecânica que se mantém constante.

 

Pêndulo oscilando amortecido

Quando o pêndulo que oscila sofrendo ação de forças dissipativas (força de resistência do ar, …) o mesmo realiza um movimento amortecido, ou seja, a cada oscilação a posição ocupada é mais próxima da posição de equilíbrio. No video é possível visualizar as forças atuantes – peso (seta azul), tensão da corda (seta marrom) e força de resistência do ar (seta preta), bem como as variações das energias potencial gravitacional e energia cinética, cuja soma soma reduz, uma vez que a energia mecânica é dissipada.

 

Sistema massa-mola em oscilação livre

Quando um sistema massa-mola oscila sem sofrer ação de forças dissipativas, como o atrito entre a massa e a superfície, dizemos que o movimento oscilatório é harmônico simples. Observe no vídeo o peso e a força normal se anulando, o que torna a força elástica (FE = k.x) a força resultante, que é a força restauradora do movimento com a energia mecânica mantendo-se constante.

 

Sistema massa-mola em oscilação amortecida

Se o sistema massa-mola oscilar sob ação de forças dissipativas (força de atrito cinética), o mesmo realiza um movimento amortecido, ou seja, a cada oscilação a posição ocupada é mais próxima da posição de equilíbrio. Observe no video as variações das energias potencial elástica e energia cinética, cuja soma soma reduz, uma vez que a energia mecânica é dissipada.

 

E no M.H.S., não esqueça!

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