Laboratório de Física Teórica e Experimental

Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Instituto de Física

Departamento de Física Aplicada a Engenharia

Laboratório de Física Teórica e Experimental II

PÊNDULO SIMPLES

Profª Catarine Canellas

Turma: 09

201410059511 – Ana Carolina Miranda Mantovani

201120425711 - Gustavo Godoi Pimentel

201410081711- Dayvid Andrew Garcia da Conceição

Outubro 2015

1. Introdução

O pêndulo simples trata-se de um fio leve e inextensível de comprimento L, o qual tem em sua extremidade uma massa pontual m, enquanto a outra extremidade é fixa de certa forma que permita a livre oscilação do sistema. O movimento harmônico simples é um movimento oscilatório executado por uma partícula submetida a uma força restauradora proporcional ao deslocamento da partícula de sua posição de equilíbrio e de sinal contrário a este deslocamento. Dois elementos importantes no m.h.s. são o período de oscilação e a amplitude do movimento. O período é o tempo de uma oscilação completa de vai-e-vem da partícula e a amplitude é a distância máxima (ou o ângulo máximo) que a partícula se afasta de sua posição de equilíbrio. No m.h.s. o período independe da amplitude. Em nosso dia-a-dia estamos cercados destes movimentos: barcos oscilando no cais, movimento dos pistões nos motores dos carros, vibrações sonoras produzidas por um clarinete, por exemplo, entre outros. E é por, isso que as oscilações desempenham um papel fundamental em todos os ramos da física (mecânica, óptica, acústica, etc.).

[pic 1]

Idealmente, o pêndulo simples é definido como uma partícula suspensa por um fio sem peso. Na prática ele consiste de uma esfera de massa M suspensa por um fio cuja massa é desprezível em relação à da esfera e cujo comprimento L é muito maior que o raio da esfera.

Quando esse corpo é retirado de sua posição de equilíbrio e depois largado, passa a oscilar em um plano vertical, a força restauradora acontece sob a ação da gravidade. A equação que representa a força restauradora se dá por:

 (1)[pic 2]

Onde m é a massa, g é a aceleração da gravidade e F é a força restauradora, lembrando que o sinal negativo indica a restauração.

Além disso, temos ainda que o período de uma oscilação depende apenas do comprimento do fio e da aceleração da gravidade, como pode ser observado na equação a seguir:

[pic 3]

Onde L é o comprimento do fio, g é a aceleração da gravidade e T é o período.

1. Objetivo

Determinar, qualitativamente, o valor da aceleração da gravidade local, utilizando Pêndulo Simples.

2. Materiais e métodos

2.1 Materiais utilizados

	Quantidade	Descrição
M1	01	Base retangular
M2	03	Hastes grandes
M3	01	Haste pequena
M4	02	Pegadores
M5	01	Cronômetro
M6	02	Parafusos
M7	02	Parafusos intermediarios
M8	01	Régua graduada em mm
M9	01	Transferidor
M10	02	Massas (10g e 20g)
M11	02	Linhas (15cm e 30cm)

      2.2. Esquema Experimenta

[pic 4]

2.3. Procedimentos Experimentais

Mediu-se o comprimento de 30 cm de linha com o auxílio da régua. Logo após, Montou-se o sistema do pêndulo e acoplou-se uma massa de 10 g à extremidade livre da linha.

Fez-se o pêndulo oscilar 5 vezes deslocando-o cinco graus (5ᵒ) de seu estado de repouso. Utilizou-se o cronômetro para medir o período de cada uma das oscilações, esses procedimentos foi realizado 3 vezes afim de otimizar os dados obtidos.

Em seguida, acrescentou-se mais 10g à extremidade da linha e fez-se o sistema montado oscilar 5 vezes, novamente deslocando-o cinco  graus (5ᵒ) de seu estado de repouso. Com uma massa total de 20 g, obteve-se a medida dos 5 períodos, esses procedimentos foi realizado 3 vezes afim de otimizar os dados obtidos.

Cortou-se a linha de 30 cm utilizada , ficou-se com uma linha de comprimento 15 cm, acoplando-se uma massa de 10 g à extremidade livre da linha. Repetiu-se o procedimento das 5 oscilações citado anteriormente, e acrescentando-se novamente 10g ao sistema. Com uma massa total de 20 g no sistema ,  repetiu-se o procedimento das 5 oscilações descrito para a linha anterior, esses procedimentos foi repetido 3 vezes afim de otimizar os dados obtidos.