Experimento de Pêndulo Simples
Por: JorgeMNeto • 1/3/2023 • Relatório de pesquisa • 915 Palavras (4 Páginas) • 96 Visualizações
Pêndulo simples
Jorge Monteiro Neto∗ Engenharia Civil, CCT, UENF. (Dated: 31 de outubro de 2021)
Este relatório irá tratar a respeito do experimento de pêndulo simples, demonstrando como fun- ciona o movimento harmônico simples e analisando suas variáveis e suas correlações. Através dos dados obtidos, espera-se confirmar a teoria estudada, além de comparar o valor da aceleração da gravidade obtida experimentalmente e compará-la com a real.
- INTRODUÇÃO
Um pêndulo é um sistema composto por uma massa acoplada a um pivô, que permite sua movimentação livre- mente. A massa fica sujeita à força restauradora causada pela gravidade.Quando afastamos a massa da posição de repouso e a soltamos, o pêndulo realiza oscilações. Sendo assim, a análise de um pêndulo simples nos mostra que, para pequenas oscilações, um pêndulo simples descreve um MHS. Logo, o período de um pêndulo simples é dado por[1]:
[pic 1]
Para a realização do experimento, utilizou-se 5 esferas, de diferentes materiais, com massas distintas; barbante, suporte para pêndulo, trena, transferidor, cronômetro, balança de precisão e uma calculadora científica. Na Fig. 1 está a demonstração de como funciona o pêndulo sim- ples e como o experimento foi montado.
Antes de se iniciar o experimento, foi aferida a massa das 5 esferas de diferentes materiais, sendo estes: isopor, alumínio, chumbo, plástico e chumbo. Em seguida foi feita a montagem do experimento. Inicialmente, foi re- alizada a marcação dos períodos utilizando apenas uma esfera (de latão),fixando apenas um ângulo inicial (10o) e variando apenas o tamanho do fio em 5 diferentes tama-
T = 2π l g[pic 2]
(1)
nhos. Em seguida fixou-se o tamanho e o o comprimento do fio em 0,29m e a massa, variando apenas o angulo, entre 10o e 60o, obtendo os períodos referentes em cada
Pode-se perceber que o período de oscilação do pêndulo depende apenas do comprimento do fio, ou seja, quanto maior o comprimento do fio, maior será o seu período de oscilação, pois a gravidade é uma variável constante. Assim, , pode-se perceber que em teoria a massa não interfere no período de oscilação. Neste experimento esta afirmativa será testada.
- METODOLOGIA
[pic 3]
Figura 1: Arranjo experimental de um pêndulo simples.
[pic 4]
∗Electronic address: jorgemonteironeto@gmail.com
caso. Por fim, variou-se a massa, utilizando das 5 dife-
rentes esferas, mantendo fixo o comprimento do fio (0,19 m) e o ângulo (10o).
Para cada uma das situações trabalhadas, foi realizada 5 medições, se obtendo a média entre elas, para assim diminuir o erro de leitura.
- RESULTADOS E DISCUSSÕES
A primeira etapa do experimento teve o objetivo de verificar a influência da variação do tamanho do fio no período de oscilação. A Tabela I apresentam os resulta- dos obtidos nesta variação.
Tabela I: T versus l.
l (m) | T (s) | T 2 (s2) |
0,19 | 0,934 | 0,872 |
0,25 | 1,079 | 1,164 |
0,29 | 1,107 | 1,225 |
0,35 | 1,217 | 1,481 |
0,40 | 1,314 | 1,727 |
Como pôde-se perceber, à medida que o comprimento do fio aumenta, o período de oscilação também aumenta, ou seja, ele é diretamente proporcional, confirmando a teoria proposta inicialmente.
Já a Tabela II expressa a influência causada no período de oscilação ao se variar o ângulo, mantendo fixa a massa e o comprimento do fio.
Tabela II: T versus l.
θ (o) | T (s) | T 2 (s2) |
10 | 1,107 | 1,225 |
20 | 1,132 | 1,281 |
30 | 1,139 | 1,296 |
50 | 1,165 | 1,357 |
60 | 1,183 | 1,399 |
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