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Osciladores de uma mola

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ID:(1425, 0)



Osciladores de uma mola

Descrição

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$x$
x
Alongamento de mola
m
$x_0$
x_0
Amplitude inicial da oscilação
m
$k$
k
Constante de Hooke
N/m
$K$
K
Energia cinética total
J
$V$
V
Energia potencial
J
$E$
E
Energia total
J
$\omega$
omega
Frequência angular da mola
rad/s
$\nu$
nu
Frequência do som
Hz
$m_i$
m_i
Massa inercial
kg
$p$
p
Momento
kg m/s
$T$
T
Período
s
$t$
t
Tempo
s
$v$
v
Velocidade do oscilador
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

Como a energia cin tica igual a

$ K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2$



e o momento

$ p = m_i v $



podemos express -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)

Usando o n mero 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 obtida como a parte real

$ v = - x_0 \omega_0 \sin \omega_0 t $

(ID 14076)


Exemplos


(ID 15848)

Um dos sistemas que ele representa o de uma mola. Isso est associado deforma o el stica do material do qual a mola feita. Quando falamos de "el stica", nos referimos a uma deforma o que, ao remover o estresse aplicado, permite que o sistema recupere completamente sua forma original. Entende-se que n o sofre uma deforma o pl stica.

Uma vez que a energia da mola dada por

$E=\displaystyle\frac{1}{2}m_i v^2+\displaystyle\frac{1}{2}k x^2$



o per odo ser igual a

$T=2\pi\sqrt{\displaystyle\frac{m_i}{k}}$



e, portanto, a frequ ncia angular

$ \omega_0 ^2=\displaystyle\frac{ k }{ m_i }$

(ID 15563)


(ID 15851)

La energia total ($E$) corresponde à soma de la energia cinética total ($K$) e la energia potencial ($V$):

$ E = K + V $

(ID 3687)

A energia cin tica de uma massa $m$

$ K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2$



pode ser escrita em termos do momento como

$ K =\displaystyle\frac{ p ^2}{2 m_i }$

(ID 4425)

O produto de la constante de Hooke ($k$) e la massa inercial ($m_i$) denominado la frequência angular da mola ($\omega$) e definido como:

$ \omega_0 ^2=\displaystyle\frac{ k }{ m_i }$

(ID 1242)

O momento ($p$) calculado a partir de la massa inercial ($m_i$) e la velocidade ($v$) usando

$ p = m_i v $

(ID 10283)

La período ($T$) é determinado a partir de la massa inercial ($m_i$) e la constante de Hooke ($k$) através de:

$ T =2 \pi \sqrt{\displaystyle\frac{ m_i }{ k }}$

(ID 7106)

La frequência do som ($\nu$) corresponde ao n mero de vezes que ocorre uma oscila o em um segundo. J La período ($T$) o tempo que uma nica oscila o leva. Portanto, o n mero de oscila es por segundo :

$ \nu =\displaystyle\frac{1}{ T }$

A frequ ncia indicada em Hertz (Hz).

(ID 4427)

La frequência angular ($\omega$) com la período ($T$) igual a

$ \omega = \displaystyle\frac{2 \pi }{ T }$

(ID 12335)

A relação entre la frequência angular ($\omega$) e la frequência do som ($\nu$) é expressa como:

$ \omega = 2 \pi \nu $

(ID 12338)

Com a descri o da oscila o usando

$ z = x_0 \cos \omega_0 t + i x_0 \sin \omega_0 t $



a parte real corresponde evolu o temporal da amplitude

$ x = x_0 \cos \omega_0 t $

(ID 14074)

Ao obtermos a parte real da derivada do n mero complexo que representa a oscila o

$ \dot{z} = i \omega_0 z $



cuja parte real corresponde velocidade

$ v = - x_0 \omega_0 \sin \omega_0 t $

(ID 14076)


ID:(1425, 0)