O pêndulo elástico - monitoramento experimental, simulação numérica, e análise comparativa

• Processo: 24/21697-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Florian Steffen Günther
• Beneficiário: Rafael Salandin Moraes
• Instituição Sede: Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
• Assunto(s): Dinâmica não linear
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: monitoramento de objeto experimental | Pendulo Elastico | simulação de sistema Hamiltoniano | Dínamica não linear

Resumo

O movimento oscilatório é um fenômeno fundamental presente em diversos sistemas, desde ocorrências cotidianas até interações moleculares, desempenhando um papel crucial na compreensão das leis naturais. No entanto, a maioria dos sistemas com potenciais não parabólicos possui dinâmicas bastante complexas, tornando-os temas fascinantes de estudo. Isso já se aplica ao caso de uma massa suspensa em uma mola, onde o movimento de compressão e expansão da mola está acoplado ao movimento pendular. O presente projeto de iniciação científica tem como objetivo investigar o pêndulo elástico além da aproximação harmônica comumente aplicada. Os objetivos incluem a construção de uma estação de monitoramento, a implementação de ferramentas computacionais para rastreamento e análise em tempo real, registrando o movimento do pêndulo elástico com precisão suficiente para captar dinâmicas não lineares, e a validação dos resultados experimentais com base em previsões teóricas derivadas da mecânica Hamiltoniana. O projeto também busca proporcionar experiência prática no design de experimentos, automação na aquisição de dados e análise de sistemas complexos, desenvolvendo habilidades essenciais para a pesquisa científica. Além disso, apoia o desenvolvimento de competências em redação científica, apresentação e habilidades linguísticas, preparando o participante para desafios acadêmicos e profissionais avançados. Para além do desenvolvimento individual, o projeto contribui para o departamento anfitrião ao ampliar seu portfólio experimental, criar recursos valiosos para ensino e fortalecer iniciativas de extensão. A integração de ferramentas computacionais modernas e técnicas experimentais garante uma abordagem abrangente para a compreensão de sistemas oscilatórios, oferecendo insights com ampla aplicabilidade em física e engenharia.