5_ohf-20101

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Experiência 5: Oscilador Harmônico Forçado 2012/1 
 
Parte I (apresentação no início da aula) 
1. Como vimos no experimento sobre o oscilador harmônico simples, para tempos curtos, o nosso sistema massa- 
mola real pode ser modelado como um sistema massa-mola ideal com uma massa M = mef + ms + mcal. Para 
relembrar, escreva a expressão para o período natural de oscilação do sistema e esboce a variação temporal da 
posição com relação a posição de equilíbrio, indicando o tempo correspondente a um período. 
 
 
 
 
 
 
 
2. Qual a condição de ressonâcia para um sistema com frequência natural de oscilação ω0 sob a ação de uma força 
 do tipo F = F0 cos(ωt)? 
 
 
 
 
 
 
 
3. Defina as grandezas abaixo: 
 
η0(t) 
 
 
TB 
 
 
f0 
 
η(t) 
 
 
TR 
 
 
fB 
 
T0 
 
 
f 
 
 
fR 
 
 
4. Use o espaço abaixo para descrever o procedimento experimental para a obtenção das frequências natural de ressonância 
 deixando claro quais as grandezas que devem ser medidas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. E poss´ıvel determinar f0 e f usando as relações : fR = (f + f0 )/2 e fB = f0 − f , se f < f0 , ou fB = f − f0 , se 
 
 
 
5. Usando o procedimento descrito no item 4, você irá medir T0 com uma incerteza σT0 . A partir desta medida, 
como encontrar f0 e sua respectiva incerteza? 
 
f0 
 
σf0 
 
 
6. Em seguida, , você irá medir TR e TB . Repita o procedimento feito no item 5 para fR e fB . 
 
fR 
 
 
fB 
 
σfR 
 
 
σfB 
 
 
´ 
f > f0 . Escreva f0 e f e suas respectivas incertezas, em função de fR e fB e de suas incertezas, para os dois 
casos abaixo. 
 
f < f0 
 
 
f0 
 
 
f 
 
 
 
 
 
 
f0 
 
 
f 
 
 
σf0 
 
 
σf 
 
 
 
f > f0 
 
 
σf0 
 
 
σf 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Parte II (entregar no final da aula) 
1. Seguindo o procedimento indicado por vocês no item 4 determine o período e a frequência de oscilação natural 
do sistema com suas respectivas incertezas. 
 
T0 
 
 
f0 
 
σT0 
 
 
σf0 
 
 
2. Descreva o que acontece com a amplitude das oscilações quando a frequência da força aplicada se aproxima da 
frequência natural de oscilação do sistema mola-massa. 
 
 
 
 
 
 
 
3. Para a situação acima faça um esboço do gráfico de η como função de t. Identifique TR e TB e anote seus 
valores com as respectivas incertezas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. A partir dos resultados de TR e TB e do item 6-Parte I, encontre fR , fB , σfR e σfB . 
 
fR 
 
 
fB 
 
σfR 
 
 
σfB 
 
 
5. Usando os resultados do item 7-Parte I, encontre f0 , f , σf0 e σf . 
 
f0 
 
 
f 
 
σf0 
 
 
σf 
 
 
6. Compare os valores de f0 encontrados nos Itens 1 e 5. Eles são equivalentes? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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