Complementos de Fisica - Pendulo Simples

INTRODUÇÃO

O relatório abordara sobre o Pêndulo Simples, relatando o que ocorreu durante o experimento no laboratório.

 Neste experimento, realizado em sala de aula, tratou-se de analisar o comportamento físico de um pêndulo simples e estudar os fenômenos envolvidos.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:

Um pêndulo é um sistema composto por uma massa acoplada a um pivô que permite sua movimentação livremente. A massa fica sujeita à força restauradora causada pela gravidade.

Existem inúmeros pêndulos estudados por físicos, já que estes o descrevem como um objeto de fácil previsão de movimentos e que possibilitou inúmeros avanços tecnológicos, alguns deles são os pêndulos físicos, de torção, cônicos, de Foucalt, duplos, espirais, de Karter e invertidos. Mas o modelo mais simples, e que tem maior utilização é o Pêndulo Simples.

Este pêndulo consiste em uma massa presa a um fio flexível e inextensível por uma de suas extremidades e livre por outra, representado da seguinte forma:

[pic 1] FIGURA 01

O pêndulo simples sendo um sistema mecânico ideal constituído de uma partícula de uma massa (m) suspensa por um fio inextensível e sem massa a ser considerada, com um comprimento (L). Quando o pêndulo está em repouso, a duas forças que agem sobre a ele, o seu peso e a gravidade (g) e a tensão que e aplicada pelo fio para se equilibram. Porém, se o pêndulo for distanciado de seu ponto de equilíbrio de modo que a direção do fio faça um angulo θ com a vertical da haste, o componente do peso perpendicular ao fio, agirá no sentido para se restaurar o equilíbrio, ocasionando o pêndulo a oscilar (período (T)), sob a ação da gravidade e do peso. Ao se representar na linguagem matemática o que foi descrito iremos obtemos a seguinte função:

            Comprimento (em M)[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

                                               Aceleração da gravidade

Período (Tempo de Oscilação)

Com a transformação da equação passara a ter a seguinte representação:

[pic 6][pic 7]

Figura 02

[pic 8]

OBJETIVO:

Verificar a dependência do período do pêndulo simples de acordo com o comprimento do fio e encontrar o valor da aceleração da gravidade local.

MATERIAL UTILIZADO:

• Fio fino                                   • Pequenos pesos               • Cronometro

• Uma haste de metal                • Uma régua

MONTAGEM DO EXPERIMENTO:

[pic 9] Figura 03

PROCEDIMENTO:

Durante o tempo em laboratório realizamos três diferentes experimentos, sendo o primeiro para medição do tempo de 10 oscilações com duas massas diferentes, o segundo para a medição do tempo de 10 oscilações com uma massa especifica, mas com três tipos de amplitude e o ultimo para a medição dos tempos de sete diferentes tipos de comprimento do barbante com o termino dos três experimentos utilizamos de todos os materiais fornecidos.

Ao iniciar o experimento utilizamos da régua para medirmos o comprimento do fio, para o primeiro experimento e fixar um tamanho depois utilizou para medir as três amplitudes e por ultimo para os sete tamanhos diferentes para podermos montar uma tabela com os dados obtidos de cada experimento, logo depois de anotar as medidas e os tempos, iremos montamos um gráfico para analisarmos e podermos responder o que foi proposto no início da aula.

Resultado do Experimento:

   

1º Experimento realizado com o comprimento de 55 cm e amplitude 10 cm.

Massa (kg)	Tempo de 10 oscilações (s)	Período T (s)
1 = 0,050	14,650	1,465
2 = 0,100	14,190	1,419

2º Experimento realizado com duas massas.

Amplitude (m)	Tempo de 10 oscilações (s)	Período T (s)
0,050	14,380	2,876
0,100	14,190	1,419
0,300	14,650	0,488

3º Experimento realizado com duas massas e amplitude 5 cm.

Comprimento l (m)	Tempo de 10 oscilações (s)	Período T (s)	[pic 10]
0,250	09,840	1,968	0,025
0,300	10,590	2,118	0,027
0,350	11,780	2,356	0,029
0,400	12,250	2,450	0,031
0,450	13,090	2,618	0,033
0,500	13,840	2,768	0,035
0,550	14,190	2,838	0,037

 Gráfico 1