Harmonical oscillator and electro-mechanical analogy: an interdiscinary experiment to high precision mass variation measurements

De forma geral, os cursos de física clássica oferecidos nas universidades carecem de exemplos de aplicações nas áreas de química e biologia, o que por vezes desmotivam os alunos de graduação destas áreas a estudarem os conceitos físicos desenvolvidos em sala de aula. Neste texto, a analogia entre os osciladores elétrico e mecânico é explorada visando possívies aplicações em química e biologia, mostrando-se de grande valia devido ao seu uso em técnicas de medição de variação de massa com alta precisão, tanto de forma direta como indireta. Estas técnicas são conhecidas como técnicas eletrogravimétricas e são de especial importância em aplicações que envolvem biossensores. Desta forma, o texto explora o estudo da analogia eletromecânica de forma interdisciplinar envolvendo as áreas de física, química e biologia. Baseado nessa analogia é proposto um experimento que permite a sua aplicação em diferentes níveis conceituais dessas disciplinas, tanto em abordagem básica como mais profunda.

Oscilador harmônico amortecido e séries infinitas

Neste trabalho discute-se um arranjo experimental bastante simples e de baixo custo, cujo objetivo consiste em se exemplificar de forma concreta a aplicação de técnicas matemáticas envolvendo solução por séries infinitas destinadas ao estudo de determinado fenômeno físico. Esta prática desenvolvida e direcionada aos alunos de um curso de Graduação em Matemática, consiste basicamente de um estudo quantitativo relacionado ao comportamento oscilatório amortecido de um sistema constituído por uma massa acoplada a uma mola. Os resultados experimentais corroboraram muito bem a teoria fenomenológica e possibilitam a determinação numérica de uma constante física normalmente considerada desprezível, mencionada de passagem nos livros textos. Um fato de destaque deste trabalho referente ao fenômeno ondulatório estudado, ilimitado no tempo, mas limitado no espaço, é o de permitir uma boa discussão com os estudantes sobre o conceito de limite matemático.

Projeto de um oscilador controlado por corrente com configuração em anel, tecnologia CMOS e melhoria no ruído de fase

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Solução da equação de Fokker-Planck para o potencial do oscilador harmônico duplo

Pós-graduação em Biofísica Molecular - IBILCE

O oscilador de Morse forçado e a influência do dipolo permanente na dissociação molecular

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Oscilador eletromagnético caótico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de um oscilador não linear acoplado a um absorvedor tipo snap through truss (STTA)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O oscilador harmônico singular revisitado

The one-dimensional Schrödinger equation with the singular harmonic oscillator is investigated. The Hermiticity of the operators related to observable physical quantities is used as a criterion to show that the attractive or repulsive singular oscillator exhibits an infinite number of acceptable solutions provided the parameter responsible for the singularity is greater than a certain critical value, in disagreement with the literature. The problem for the whole line exhibits a two-fold degeneracy in the case of the singular oscillator, and the intrusion of additional solutions in the case of a nonsingular oscillator. Additionally, it is shown that the solution of the singular oscillator can not be obtained from the nonsingular oscillator via perturbation theory.

Uma abordagem teórica e experimental do oscilador harmônico em duas dimensões utilizando as curvas de Lissajous

The study of oscillatory phenomena is an important topic in several areas of knowledge. The understanding and the solution of many problems that scientists and engineers confront nowadays can be formulated, at least as an analogy, in terms of an oscillatory movement. The description of the motion of this nature has remarkable contributions to the mathematical and conceptual formation of the students and for solving daily problems in several areas. In this paper we propose a theoretical and experimental approach involving the phenomenon of harmonic oscillations in two dimensions. Lissajous curves were used as experimental demonstration of the resulting trajectories. These curves were obtained from relatively simple experimental apparatus, which is affordable in most teaching laboratories of physics.

Controle da dinâmica caótica do oscilador de morse forçado

In this work, the dissociation dynamics of heteronuclear diatomic molecules is investigated by means of the classical driven Morse oscillator. The interaction of the molecule and the laser field is represented through the product of the molecule dipole function and the electric field of the laser. This interaction may lead to the breaking of the chemical bound, that is, to the dissociation of the molecule. The work was developed in two parts. In the first part, we studied the dissociation as a function of the range of the permanent dipole. In the second part, we maximized the dissociation probability manipulating the parameters of the external field. We have observed that the dissociation can be controlled by means of variations of parameters associated with the range of the permanent dipole

Fotoassociação caótica no oscilador de Morse

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chaos control and sensitivity analysis of a double pendulum arm excited by an RLC circuit based nonlinear shaker

In this paper the dynamical interactions of a double pendulum arm and an electromechanical shaker is investigated. The double pendulum is a three degree of freedom system coupled to an RLC circuit based nonlinear shaker through a magnetic field, and the capacitor voltage is a nonlinear function of the instantaneous electric charge. Numerical simulations show the existence of chaotic behavior for some regions in the parameter space and this behaviour is characterized by power spectral density and Lyapunov exponents. The bifurcation diagram is constructed to explore the qualitative behaviour of the system. This kind of electromechanical system is frequently found in robotic systems, and in order to suppress the chaotic motion, the State-Dependent Riccati Equation (SDRE) control and the Nonlinear Saturation control (NSC) techniques are analyzed. The robustness of these two controllers is tested by a sensitivity analysis to parametric uncertainties.

Oscilador harmônico unidimensional via transformada unilateral de Fourier e mapeamento do potencial de morse unidimensional nos potenciais pseudo-harmônico e de kratzer tridimensionais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Contadores eletrônicos no laboratório didático: parte I. Montagem e aplicações

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A simplified method for determining the high frequency induction motor equivalent electrical circuit parameters to be used in EMI effect

The aim of this paper is to present a simple method for determining the high frequency parameters of a three-phase induction motor to be used in studies involving variable speed drives with PWM three-phase inverters, in which it is necessary to check the effects caused to the motor by the electromagnetic interference, (EMI) in the differential mode, as well as in the common mode. The motor parameters determination is generally performed in adequate laboratories using accurate instruments, such as very expensive RLC bridges. The method proposed here consists in the identification of the motor equivalent electrical circuit parameters in rated frequency and in high frequency through characteristic tests in the laboratory, together with the use of characteristic equations and curves, shown in the references to be mentioned for determining the motor high frequency parasite capacitances and also through system simulations using dedicated software, like Pspice, determining the characteristic waveforms involved in the differential and common mode phenomena, comparing and validating the procedure through published papers [01].