Física 2 -O Pêndulo Simples
Por: Fernando Dias • 29/10/2017 • Relatório de pesquisa • 2.679 Palavras (11 Páginas) • 358 Visualizações
Sumário
1. Introdução: 2
2. Objetivos: 2
3. Fundamentação Teórica: 2
3.1 Frequência e período de uma oscilação: 2
3.2 Movimento Harmônico Simples: 3
3.3 Pêndulo Simples: 4
4. Materiais e métodos 4
4.1 Materiais 4
4.2 Métodos 4
4.2.1 Parte 1: Comprimento Variável 5
4.2.2 Parte 2: Massa Variável 5
4.2.3 Parte 3: Amplitude Variável 6
5. Resultados: 6
5.1 Parte 1: Comprimento Variável 6
5.2 Parte 2: Massa Variável 8
5.3 Parte 3: Amplitude Variável 10
6. Discussões: 11
7. Conclusões: 12
8. Referências 13
Introdução:
Oscilações são encontradas em todos os campos da física. Elas ocorrem quando um sistema é perturbado a partir de uma posição de equilíbrio estável. Exemplos de sistemas mecânicos vibratórios incluem pêndulos, diapasões, cordas de instrumentos musicais e colunas de ar em instrumentos de sopro. Neste experimento serão analisados alguns fatores que podem alterar as oscilações de um pêndulo simples no movimento harmônico simples
Objetivos:
Observar e verificar se fatores como comprimento do fio, amplitude da oscilação e massa podem alterar o período de oscilação do pêndulo simples;
Determinar experimentalmente o valor da aceleração local da gravidade;
Fundamentação Teórica:
Todo movimento que se repete a intervalos regulares é chamado de movimento periódico ou movimento harmônico. Neste experimento, será analisado o movimento harmônico simples.
3.1 Frequência e período de uma oscilação:
São propriedades muito importantes do movimento oscilatório. A frequência é símbolo é f e sua unidade no SI (Sistema Internacional) é o hertz (Hz), que pode ser definido como (HALLYDAY, 2008):
(1)[pic 1]
O período é a grandeza relacionada a frequência, sendo o tempo necessário para completar uma oscilação completa. É representado pelo símbolo T e sua unidade no SI são os segundos (s), e pode ser definido por (HALLIDAY,2008):
(2)[pic 2]
3.2 Movimento Harmônico Simples:
O Movimento Harmônico Simples (MHS) é o movimento oscilatório ocorrido quando a aceleração e a força resultante são proporcionais e opostas ao deslocamento, além de possuir uma periodicidade.
Nesse tipo de movimento, o deslocamento x da partícula em relação à origem é dado por uma função da forma (HALLIDAY,2008):
(3)[pic 3]
sendo que:
é a grandeza denominada amplitude do movimento, é uma constante positiva que depende do modo como o movimento foi produzido e sua unidade no SI é o metro. O índice m indica o valor máximo, já que a amplitude representa o deslocamento máximo da partícula em um dos sentidos. [pic 4]
é chamada constante de fase, sendo que seu valor é dado por radianos no SI, e depende do deslocamento de da velocidade da partícula no instante t=0. [pic 5]
é a frequência angular do movimento, sendo sua unidade no SI representada por radianos por segundo e é possível obter o valor da mesma pela seguinte equação (HALLIDAY,2008):[pic 6]
(4)[pic 7]
3.3 Pêndulo Simples:
Um pêndulo simples é composto por uma partícula de massa m (chamada de peso do pêndulo) suspensa por uma das extremidades de um fio que não pode ser estendido, de massa desprezível e comprimento L, sendo que o peso é livre para movimentar-se no plano.
No pêndulo simples, deve-se considerar outra equação para obter-se os períodos das oscilações. Nesse sistema, a massa total está concentrada na massa m do peso do pêndulo, e, para que a equação seja válida, deve-se considerar apenas ângulos de oscilações pequenos. A equação que define o valor dos períodos das oscilações de um pêndulo simples é dada por (HALLIDAY,2008):
(5)[pic 8]
Materiais e métodos
4.1 Materiais
- Tripé Universal;
- Corda;
- Régua;
- Trena;
- Cronômetro;
- Corpos de prova;
- Dinamômetro.
4.2 Métodos
O desenvolvimento da prática iniciou-se com o acoplamento do dinamômetro ao tripé universal, afim de determinar o peso dos corpos de prova de metal.
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