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.

El oscilador salino.

Estudio sobre el oscilador salino y su aplicación a las prácticas de la clase de ciencias. En 1970 Seelye Martin, de la Universidad de Washington, descubrió un curioso efecto basado en la diferencia de densidad de dos líquidos. Tal efecto puede ser observado fácilmente si se llena un recipiente alto de vidrio, como por ejemplo una probeta, con agua de manera que el nivel de ésta llegue casi hasta el borde del recipiente. Tomando luego un vasito de plástico de paredes finas, y poniendo en él un líquido coloreado de mayor densidad que el agua, se sumerge el vaso hasta que los niveles de ambos líquidos coincidan. Si a continuación se practica en el fondo del vaso un orificio con ayuda de un alfiler podrá verse cómo una fina vena de líquido coloreado desciende a través del agua. Este flujo descendente está motivado por el hecho de que en la interfase que separa a ambos líquidos la presión ejercida hacia abajo por el líquido coloreado es mayor que la presión ejercida hacia arriba por el agua. Este fenómeno se aprecia muy bien si en el vaso se pone una disolución de sal común en agua. Por este motivo al mencionado dispositivo se le da el nombre de oscilador salino. A continuación, y con el objeto de construir una práctica de laboratorio para alumnos basada en el oscilador salino, se procede a un estudio teórico previo del mismo y posteriormente se realiza un experimento, al objeto de comprobar el cumplimiento de la expresión teórica obtenida por nosotros para el oscilador salino. Para terminar se señala que la práctica reflejada fue realizada por los alumnos de Física de COU del Instituto Ramiro de Maeztu, de Vitoria, con buenos resultados, invirtiendo tres horas en su realización.

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

Colheita de energia usando dispositivos baseados em materiais piezoelétrico

Recently, research on energy harvesting has increased substantially. Many researchers have concentrated their efforts to find the best configuration for these systems and to optimize their output power. In the process of energy harvesting, the electric energy is obtained by converting mechanics energy created by an environment vibration source by a transducer, for example, a thin piezoceramic film. That vibration source is, for example, a beam suffering some mechanic force able to generate a vibration in it, an oscillating beam is the best properly used example. Different mechanisms of electromechanical coupling have been developed to harvesting devices, and a particular interest has been given to the use of models that transform the mechanical vibration into electrical current using a piezoelectric element. In this paper we propose a model to energy harvesting from vibrations, from an oscillating beam, including non-linearities in the piezoelectric coupling and a non-ideal excitation in the material. From this model, it was developed a system to obtain some results about the harvested power by the material. It was demonstrated that the power captured was influenced by the effect of the nonlinearities of the piezoelectric coupling, modifying the system dynamic behavior

Fotoassociação caótica no oscilador de Morse

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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)

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)