2. Vamos imaginar que um bloco, apoiado sobre uma superfície horizontal,
sem atrito, esteja preso na extremidade de uma mola com constante elástica
K, como mostra a figura. A outra extremidade da mola está fixada em uma
parede, e o ponto O representa a posição de equilíbrio do bloco, isto é,
nessa posição a mola não exerce força sobre ele, pois ela não está
deformada, ou seja, nem comprimida ou esticada.
Ao começarmos a empurrar o bloco, comprimindo a mola de uma distância
A até a posição B, a mola passara a exercer sobre o bloco uma força F,
dirigida para a posição de equilíbrio. Quando soltarmos o bloco, ele será
acelerado por essa força, e sua velocidade crescerá a medida que ele se
aproximar do ponto O. A forca F é proporcional a deformação, x, da mola e
dada pela lei de Hooke, F = kx, em que k e a constante elástica da mola.
Assim, a medida que o bloco se afasta de B, o valor de F diminui,
anulando- se quando ele atinge o ponto O.
Quando o bloco ultrapassa a posicao de equilibrio, a mola esta esticada e
passa a exercer uma forca dirigida para o ponto O de sentido contrario a
velocidade do bloco (figura 7.1.d). O movimento e, entao, retardado e, no
ponto B’, simetrico a B, a velocidade do bloco se anula (figura 7.1.e). Partindo
de B’, o bloco e novamente acelerado para O, ultrapassa esse ponto, sendo,
entao, retardado pela mola ate alcancar o ponto B. como nao ha atrito nem
resistencia do ar, esse movimento, conhecido como oscilador massa-mola,
mantem o movimento de vaivem, entre os pontos B e B’, indefinidamente.
O
3. Quando um objeto executa um movimento como
esse, indo e voltando sobre uma mesma trajetoria,
dizemos que ele esta vibrando ou oscilando entre
os pontos B e B’. no caso mostrado na figura, no
qual a força que atua no objeto e proporcional a sua
distancia ate a posição de equilibrio (F 5 kx), o
movimento oscilatorio e denominado movimento
harmônico simples.
4. AMPLITUDE, FREQUÊNCIA E PERÍODO
No nosso dia a dia, podemos encontrar várias outras situações em que
um objeto executa um movimento vibratório (ou oscilatório): uma pessoa
sobre uma plataforma vibratória em uma academia, um ponto de uma
corda esticada posta a oscilar, uma criança em um balanço, etc. Em todos
esses casos, o objeto que oscila, ao ser afastado de sua posição de
equilíbrio, fica sujeito a ação de uma força que tende a traze-lo de volta
para essa posição. Por esse motivo, essa força que faz o objeto oscilar é
denominada força restauradora.
5. A distância entre a posição de equilíbrio e a posição
extrema ocupada por um objeto que oscila é
denominada amplitude, A, do movimento.
