A Física dos Pendulos

Pêndulo

Resumo
Nesse experimento observamos o movimento de um pêndulo. Inicialmente colocou-se um molho de chaves em uma extremidade de um barbante, com a outra amarrada em um ponto fixo. A experiência foi repetida sete vezes, onde, foram observados a diferença (erro) entre o período marcado pelos alunos, comparado ao obtido a partir da fórmula do período para pequenas oscilações . Cálculos foram realizados, com o objetivo de comprovar a influência da amplitude no período do pêndulo.

Introdução

Um pêndulo é um instrumento composto de um fio, com uma das extremidades fixas, em um ponto que permita sua livre oscilação, e a outra acoplada à um peso. O primeiro experimento com um pêndulo simples foi realizado por Galileu Galilei, físico e astrônomo italiano, resultando na descoberta da periodicidade do movimento pendular e na comprovação de que a gravidade, em um local fixo, é constante. Há dois tipos de pêndulos: O simples, no qual a massa está concentrada em um único ponto, e o físico (ou composto), tendo neste sua massa distribuída.

Adotando a aproximação

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para pequenas oscilações, temos a seguinte expressão para o período pendular:

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Onde T é o período, L é o comprimento do pêndulo e g é a constante de aceleração gravitacional.

Parte experimental

Neste experimento foram utilizados os seguintes materiais:

• Molho de chaves

• Cronômetro

• Barbante

• Trena

Inicialmente mediu-se o barbante com a trena, no qual constatou-se que sua medição era de aproximadamente 35 centímetros, logo após amarrou-se o molho de chaves em uma das extremidades do barbante, tendo a outra já fixa em um ponto que permitia a livre movimentação do pêndulo. Utilizando-se o cronômetro, foi medido o tempo de três períodos, sendo essa marcação dividida, ao final de cada etapa, por três, para se obter mais precisamente a periodicidade do pêndulo.

A experiência foi repetida sete vezes, aumentando-se a amplitude em cada repetição, onde posteriormente, foram comparados os valores obtidos com o resultado da aplicação da fórmula do período para pequenas oscilações. Os cálculos realizados para tal tiveram o intuito de comprovar a influência da amplitude no período do pêndulo. Em seguida foram calculados os erros e, por fim, foi calculado uma média das medições e também dos erros obtidos.

 Resultado e análise de dados

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Repetição	1	2	3	4	5	6	7
Cronômetro(s)	3,88	4,20	4,78	5,25	5,30	5,50	5,70
T (s)	1,29	1,40	1,59	1,75	1,77	1,83	1,90
Erro (s)	0,11	0,22	0,41	0,57	0,59	0,65	0,72

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Discussão e conclusão

O experimento foi satisfatório. Constatamos que, com o passar das repetições, em cada qual aumentávamos a amplitude, o período também aumentou. O erro é aceitável, tendo em vista que a fórmula usada foi definida para um espaço sem atritos (Vácuo), o qual é significativamente diferente do espaço do laboratório, já que este possui influência de forças dissipativas de energia, como por exemplo a resistência do ar.