Os fatores que podem afetar o período de oscilação

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Autor: Louise Ward
Data De Criação: 6 Fevereiro 2021
Data De Atualização: 19 Novembro 2024
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Os fatores que podem afetar o período de oscilação - Ciência
Os fatores que podem afetar o período de oscilação - Ciência

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Na física, um período é a quantidade de tempo necessária para concluir um ciclo em um sistema oscilante, como um pêndulo, uma massa em uma mola ou um circuito eletrônico. Em um ciclo, o sistema se move da posição inicial, passando pelos pontos máximo e mínimo, depois retorna ao início antes de iniciar um novo ciclo idêntico. Você pode identificar os fatores que afetam o período de oscilação examinando as equações que determinam o período para um sistema de oscilação.

O pêndulo oscilante

A equação para o período (T) de um pêndulo oscilante é T = 2π√ (L ÷ g) onde π (pi) é a constante matemática, L é o comprimento do braço do pêndulo eg é a aceleração da ação da gravidade no pêndulo. O exame da equação revela que o período de oscilação é diretamente proporcional ao comprimento do braço e inversamente proporcional à gravidade; assim, um aumento no comprimento de um braço pendular resulta em um aumento subsequente no período de oscilação, devido a uma aceleração gravitacional constante. Uma diminuição no comprimento resultaria em uma diminuição no período. Para a gravidade, a relação inversa mostra que quanto maior a aceleração gravitacional, menor o período de oscilação. Por exemplo, o período de um pêndulo na Terra seria menor em comparação com um pêndulo de comprimento igual na lua.

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O cálculo para o período (T) de uma mola oscilando com uma massa (m) é descrito como T = 2π√ (m ÷ k) onde pi é a constante matemática, m é a massa anexada à mola e k é a mola constante, que está relacionada à "rigidez" de uma mola. O período de oscilação é, portanto, diretamente proporcional à massa e inversamente proporcional à constante da mola. Uma mola mais rígida com massa constante diminui o período de oscilação. Aumentar a massa aumenta o período de oscilação. Por exemplo, um carro pesado com molas na suspensão salta mais devagar quando bate em um solavanco do que um carro leve com molas idênticas.

Onda

Ondas como ondulações em um lago ou ondas sonoras viajando pelo ar têm um período igual ao recíproco da frequência; a fórmula é T = 1 ÷ f onde T é o período de tempo de oscilação ef é a frequência da onda, geralmente medida em hertz (Hz). Quando a frequência de uma onda aumenta, seu período diminui.

Osciladores eletrônicos

Um oscilador eletrônico gera um sinal de oscilação usando circuitos eletrônicos. Devido à grande variedade de osciladores eletrônicos, os fatores que determinam o período dependem do projeto do circuito. Alguns osciladores, por exemplo, definem o período com um resistor conectado a um capacitor; o período depende do valor do resistor em ohms multiplicado pela capacitância em farads. Outros osciladores usam um cristal de quartzo para determinar o período; como o quartzo é muito estável, ele define o período de um oscilador com grande precisão.