Oscilator masă-arc și rezonanță

Sfetcu, Nicolae (2025). ”Oscilator masă-arc și rezonanță”, în Index Academic, I 2025, DOI: 10.58679/IA89467

 

PDF:

HTML: https://www.telework.ro/ro/oscilator-masa-arc-si-rezonanta/

 

Concepte: ω₀ = k/m, amortizare, curbe de rezonanță.
Ce faci: mase pe arc/elastice; excitație manuală periodică (metronom) și măsori amplitudinea.
Măsori: T vs. m → k; curba amplitudine-frecvență → Q.
Extinde: serie/paralel de arcuri, amortizor lichid.

 

Lucrarea investighează oscilațiile unui sistem masă–arc, cu scopul de a determina experimental constanta elastică a arcului și de a evidenția fenomenul de rezonanță. S-au măsurat perioadele de oscilație pentru mase variabile, confirmând dependența teoretică 𝑇²∝𝑚 și permițând calculul lui 𝑘. În continuare, sistemul a fost excitat periodic, variind frecvența forțării externe printr-un metronom. S-a observat creșterea amplitudinii la frecvența de rezonanță, în acord cu predicțiile teoretice. Prezența amortizării a limitat amplitudinea maximă și a lărgit curba de rezonanță, permițând estimarea calitativă a factorului de calitate 𝑄. Extensii ale experimentului includ utilizarea senzorilor pentru achiziție de date precise, analiza configurațiilor cu arcuri în serie sau paralel și introducerea unui amortizor fluid. Rezultatele confirmă modelul clasic al oscilațiilor armonice amortizate și relevă rolul parametrilor sistemului asupra stabilității și transferului de energie.

Cuvinte cheie: oscilator, oscilații, arc, rezonanță, experiment, constanta elastică, factorul de calitate, fișă de laborator, elasticitate, oscilații armonice, oscilații armonice amortizate