Movimento Harmônico Simples (MHS) by WASHINGTON HUDSON DE SOUSA ALMEIDA

Características

niconawa06 — 2024-09-10 11:41:48 UTC

Ele é caracterizado pela amplitude, período, frequência e velocidade angular. Nele não há forças dissipativas, em razão da conservação da energia mecânica.

amplitude corresponde a distância entre a posição de equilíbrio e a posição ocupada ao afastar o corpo.

O período é o intervalo de tempo em que o evento de oscilação se complete

A frequênciaé o número de oscilações feitas em um tempo específico.

A velocidade angular ou frequência angular é a velocidade de um corpo durante um movimento circular.

Sistema (oscilador) massa mola - Energia no MHS

niconawa06 — 2024-09-10 11:45:54 UTC

Um sistema massa-mola ou oscilador massa-mola é um sistema composto por uma mola ideal, de constante elástica (k), fixa a um corpo de massa (m) efetuando um movimento oscilatório

Nesse sistema um corpo de massa m realiza MHS quando, sobre uma trajetória retilínea, oscila periodicamente em torno de uma posição de equilíbrio O, sob ação de uma mola que origina uma força denominada força restauradora (Fel) que sempre é dirigida para O (posição de equilíbrio).

Essa força é a força elástica fornecida pela expressão: Fel −kx.(Lei de Hooke).

Fel= Força elástica (restauradora que tende a fazer a massa (m) retornar á posição 0 de equilíbrio -> medida em Newton (N) no SI

k=constante elástica da mola -> medida em N/m no SI

x= deformação da mola em relação á sua posição natural (normal) -> medida em metros (m) no SI

Bibliografia

niconawa06 — 2024-09-10 11:48:10 UTC

BOCAFOLI, Francisco. Sistema massa-mola. FÍSICA E VESTIBULAR. Disponível em: <https://fisicaevestibular.com.br/novo/mecanica/dinamica/mhs/mhs-sistema-massa-mola/.> Acesso em: 10 set. 2024.

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MELO, Pâmela R. MHS: Movimento Harmônico Simples. PREPARA ENEM. Disponível em: <https://www.preparaenem.com/fisica/mhs.htm#:~:text=da%20publicidade%20%3B)-.> Acesso em: 10 set. 2024.

ASTH, Rafael C. Movimento harmônico simples. TODA MATERIA. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/movimento-harmonico-simples/.> Acesso em: 12 set. 2024.

PROMILITARES. Movimento harmônico simples (MHS). Disponível em: <https://promilitares.com.br/concursos-militares/conteudo/movimento-harmonico-simples-mhs/.> Acesso em: 12 set. 2024.

ASTH, Rafael C. Pêndulo simples. TODA MATERIA. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/pendulo-simples/.> Acesso em: 12 set. 2024.

SOFISICA. Pêndulo simples. Disponível em: <https://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/MHS/pendulo.php.> Acesso em: 12 set. 2024.

SOFISICA. Aplicação do MHS. Disponível em: <https://www.sofisica.com.br/conteudos/cotidiano/mhs.php.> Acesso em: 12 set. 2024.

ALEXANDRE CASTRO; GUSTAVO ROSÁRIO. Experimento sobre Pêndulo simples. LABORATÓRIO DE FÍSICA - MECÂNICA. Disponivel em: <https://youtu.be/jsAim50Gb08?si=UFKL3l3G_bkAyrEL> Acesso em 12 de set. de 2024.

CAMPOS, Gustavo. Ondas periódicas. MUNDO EDUCAÇÃO. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-periodicas.htm>. Acesso em: 13 set. 2024.

Oque é o Movimento Harmônico Simples (MHS) ?

almeidawashington — 2024-09-12 11:51:15 UTC

Na Física, o movimento harmônico simples (MHS) é uma trajetória que ocorre na oscilação em torno de uma posição de equilíbrio.

Nesse tipo particular de movimento, existe uma força que direciona o corpo a um ponto de equilíbrio e sua intensidade é proporcional à distância alcançada quando o objeto se afasta do referencial.

Um exemplo de MHS (Pêndulo Simples)

almeidawashington — 2024-09-12 11:54:40 UTC

Pêndulo Simples

mariooo7456 — 2024-09-12 12:00:32 UTC

O pêndulo simples é um sistema composto por um fio inextensível, preso a um suporte, cuja extremidade contém um corpo de dimensões desprezíveis, que pode movimentar-se livremente.

Quando o instrumento está parado, ele permanece em uma posição fixa. Deslocar a massa presa na ponta do fio para determinada posição faz com que haja uma oscilação em torno do ponto de equilíbrio.

O movimento pendular ocorre com a mesma velocidade e aceleração à medida que o corpo passa pelas posições na trajetória que realiza.

Em muitos experimentos, o pêndulo simples é utilizado para determinar a aceleração da gravidade.

Galileu Galilei foi o primeiro a observar a periodicidade dos movimentos pendulares e propôs a teoria das oscilações do pêndulo.

O pêndulo realiza um movimento harmônico simples, o MHS, e os principais cálculos realizados com o instrumento envolvem o período e a força restauradora.

Pêndulo Simples

mariooo7456 — 2024-09-12 12:06:28 UTC

Aplicações do MHS

mariooo7456 — 2024-09-12 12:15:30 UTC

O estudo dos movimentos harmônicos simples foi fundamental para diversas inovações tecnológicas, desde a construção de relógios de pêndulo até estudos espaciais que possibilitaram, entre outras coisas, a criação de satélites artificiais e sondas espaciais.

O MHS também é introdutório ao estudo de sistemas não-harmônicos, que podem ser estudados pela composição de ondas harmônicas e adaptado pelas leis conhecidas.

Relações Matemáticas ( Formula da posição)

almeidawashington — 2024-09-12 12:25:59 UTC

O movimento harmônico simples pode ser estudado através do movimento circular uniforme. Unindo-se os conceitos, é possível chegar as equações horárias a seguir.

A posição (x), em metros, é dada por:

Amplitude do movimento (A), em metros.
Frequência angular ou velocidade angular (ω), em radianos por segundo.
Tempo (t), em segundos.
Fase inicial do MHS (φ0), em radianos.

Relações Matemáticas ( Formula da Velocidade)

almeidawashington — 2024-09-12 12:41:02 UTC

A velocidade de uma partícula (v), em metros por segundo, é dada por:

Velocidade angular (ω), em radianos por segundo.
Amplitude (A), em metros.
Tempo (t), em segundos.
Fase inicial (φ0), em radianos.

Relações Matemáticas ( Formula da Aceleração)

almeidawashington — 2024-09-12 12:43:28 UTC

A aceleração de uma partícula (A), em metros por segundo ao quadrado, depende de:

Velocidade angular (ω), em radianos por segundo.
Posição (x), em metros.

Alunos Integrantes

almeidawashington — 2024-09-12 16:27:09 UTC

Lucas Dário Mathias

Washington Hudson de Sousa Almeida

Nicolas Nawa Dinnouti Aki

Matheus Mandira Cunha

Mário Fernando Lara fumagalli da Silveira

Conclusões

matheusmcunha01 — 2024-09-13 00:53:21 UTC

No experimento do pêndulo simples, foi possível observar o Movimento Harmônico Simples (MHS) de forma prática. O pêndulo, constituído por uma bolinha de tênis amarrada a uma corda, oscila em torno de uma posição de equilíbrio, sendo influenciado pela força gravitacional. A gravidade atua como a força restauradora, que tenta trazer a bolinha de volta à posição de equilíbrio, resultando em um movimento oscilatório periódico. O comportamento observado segue as características do MHS, onde o período de oscilação depende diretamente do comprimento da corda e da aceleração da gravidade local, mas é independente da massa da bolinha e da amplitude do movimento, desde que essa amplitude seja pequena.Este experimento demonstra, de maneira clara, como um pêndulo simples é um exemplo clássico de Movimento Harmônico Simples, aplicando conceitos fundamentais de física de forma visual e prática.

Introdução

almeidawashington — 2024-09-13 02:55:41 UTC

No estudo da ondulatória, diversas formas de movimento e interação se manifestam, sendo as ondas uma das principais maneiras pelas quais a energia se propaga através de diferentes meios. No cerne dessas ondas, encontramos o movimento harmônico simples (MHS), que descreve o movimento oscilatório de um corpo sob a influência de uma força restauradora proporcional ao deslocamento. Esse movimento não só é fundamental para entender como objetos oscilam, mas também forma a base para a compreensão de ondas, que podem ser vistas como a superposição de múltiplos movimentos harmônicos. Ao analisar as propriedades do MHS, como a frequência, a amplitude e o período, podemos aprofundar nossa compreensão sobre como as ondas se comportam e se propagam, revelando a conexão íntima entre os fenômenos oscilatórios e as ondas que permeiam nosso cotidiano.

Vídeo do experimento:

lucasmathias2402 — 2024-09-13 02:57:50 UTC

https://youtu.be/gVOw1_oLkak?si=E2UVEMLMHAFwxChe

Período

niconawa06 — 2024-09-13 16:56:36 UTC

Frequência

niconawa06 — 2024-09-13 16:57:15 UTC

Velocidade angular ou Frequência angular

niconawa06 — 2024-09-13 16:57:49 UTC

Plano cartesiano

niconawa06 — 2024-09-13 16:59:24 UTC

massa mola

niconawa06 — 2024-09-13 17:18:28 UTC