MOVIMENTO RETILINEO UNIFORME

[pic 1]

Universidade Federal do Ceará

Centro de Tecnologia

Curso de Engenharia de Produção Mecânica

Relatório de Física Experimental

Prática 03: Pêndulo Simples

Aluno:                                                                        Matrícula:

Curso:                                                                        Turma:

Professor:

Disciplina: Física Experimental

Fortaleza – Ceará

2014

Índice

1 – Introdução Teórica..............................................................................................................2

2 - Objetivos.......................................................................................................4

3 - Material Utilizado.................................................................................................................5

4 - Procedimento experimental..................................................................................................6

5 - Questionário..................................................................................................7

6 - Conclusão............................................................................................................................10

7 - Bibliografia..........................................................................................................................11

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1 – Introdução Teórica

Pêndulo simples consiste de uma partícula de massa m suspensa por um fio sem massa e inextensível de comprimento L. Essa é a definição ideal de pêndulo simples, conforme exemplificada abaixo.

[pic 2]

Figura 1.1 Pêndulo simples

 Quando afastado da posição de equilíbrio e abandonado, o pêndulo oscila em um plano vertical, sob a ação da gravidade. O movimento é periódico e oscilatório.  As forças importantes que atuam sobre a partícula são: a força peso, P, exercida pela Terra, e a tensão, T, exercida pelo fio. Por conveniência, podemos substituir a força peso pelas duas componentes ortogonais, P1, paralela à direção definida pelo fio, e P2, perpendicular a essa direção. Em módulo, temos:

P1 = mgcosθ, e

P2 = mgsenθ

Desse modo, as forças que atuam sobre a partícula que forma o pêndulo simples são P1, P2 e T. A força resultante de T e P1 produz a aceleração centrípeta. A componente P2 é a força que restauradora que atua em m. A força P2 é proporcional a senθ, ou seja, F=-mgsenθ.

Para o movimento harmônico no pendulo simples a força restauradora deve ser proporcional e no sentido oposto a força de deslocamento.

Se senθ for pequeno, pode se substituído por θ, isto proque θ < π/12rad (θ < 15º).

Nas pequenas oscilações, a força restauradora é proporcional e de sentido oposto à elongação medida sobre o arco considerado retilíneo, característica do movimento harmônico simples.

Como m, g, e L são constantes, podemos expressá-las por

k=mg/L

Obtemos então:

F=-k . x

         O período T de um movimento harmônico simples é dado por:

T=2π [pic 3]

        Substituindo o valor de k na equação abaixo, temos:

T=2π [pic 4]

A equação citada acima é a equação do período simples para pequenas amplitudes.

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2 - Objetivos

- Verificar as leis do pêndulo.

- Determinar a aceleração da gravidade local.

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3 - Material Utilizado

- Pedestal de suporte com transferidor;

- Massas aferidas m1 e m2;

- Cronômetro;

- Fita métrica;

- Fio (linha zero).

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4 - Procedimento Experimental

Neste experimento foram utilizados dois corpos de massas distintas, sendo m1 50g e m2 100g.

        Primeiramente, o comprimento do pêndulo foi ajustado de modo a medir 20cm do ponto de suspensão até o centro de gravidade do corpo. Em seguida o corpo m1 foi deslocado 15º da posição de equilíbrio e abandonado. Verificou-se o tempo necessário para o pêndulo executar dez oscilações consecutivas. Este procedimento foi executado três vezes e o tempo das três observações tomados nota.

        O mesmo procedimento citado anteriormente foi repetido para os comprimentos 40cm, 60cm, 80cm, 100cm, 130cm e 150cm, todos com o corpo m1.

        Após a realização deste procedimento, foi preenchida a seguinte tabela:

Tabela 4.1 Resultados experimentais para o pêndulo simples

L (cm)	θ (graus)	m (gramas)	10 T (s)	T (s)	T2 (s2)
L1=20	θ1=15	m1=50g	10T1=8,81	10T1=8,72	10T1=8,81	T1=0,88	T12=0,78
L2=40	θ2=15	m1=50g	10T2=12,56	10T2=12,43	10T2=12,68	T2=1,25	T22=1,58
L3=60	θ3=15	m1=50g	10T3=15,47	10T3=15,65	10T3=15,78	T3=1,56	T32=2,45
L4=80	θ4=15	m1=50g	10T4=17,81	10T4=17,94	10T4=18,07	T4=1,79	T42=3,22
L5=100	θ5=15	m1=50g	10T5=19,93	10T5=20,09	10T5=19,75	T5=1,99	T52=3,97
L6=130	θ6=15	m1=50g	10T6=22,75	10T6=22,9	10T6=22,87	T6=2,28	T62=5,23
L7=150	θ7=15	m1=50g	10T7=24,37	10T7=24,5	10T7=24,31	T7=2,44	T72=5,93