Exemplo de um oscilador massa-mola no Matlab.
Um oscilador massa-mola é um sistema mecânico que consiste em uma massa suspensa por uma mola. Quando a massa é deslocada de sua posição de equilíbrio e solta, ela oscila para cima e para baixo devido à força restauradora da mola. A força restauradora é proporcional ao deslocamento da massa e age na direção oposta ao deslocamento. Isso é conhecido como Lei de Hooke.
Osciladores massa-mola são usados para modelar uma ampla variedade de sistemas físicos, incluindo relógios de pêndulo, sistemas de suspensão de veículos e vibrações moleculares. Eles também são usados em aplicações como amortecedores e sensores de vibração.
O comportamento do oscilador massa-mola pode ser descrito matematicamente usando equações diferenciais e pode ser simulado usando programas como o MATLAB. Ao ajustar os parâmetros do sistema, como a massa, a constante da mola e o coeficiente de amortecimento, é possível estudar como diferentes sistemas se comportam sob diferentes condições.
ALGORITMO
% Defina os parâmetros do sistema
m = 1; % massa (kg)
k = 1; % constante da mola (N/m)
b = 0.2; % coeficiente de amortecimento (N*s/m)
% Defina as condições iniciais
x0 = 1; % posição inicial (m)
v0 = 0; % velocidade inicial (m/s)
% Defina o vetor de tempo
t = linspace(0, 20, 1000);
% Defina o sistema de equações diferenciais
dxdt = @(t,x) [x(2); (-k*x(1)-b*x(2))/m];
% Resolva o sistema de equações diferenciais
[t,x] = ode45(dxdt, t, [x0; v0]);
% Plote os resultados
plot(t,x(:,1))
xlabel('Tempo (s)')
ylabel('Posição (m)')
title('Oscilador Massa-Mola')
GRÁFICO
Algoritmo testado com a versão 2023 do Matlab.