O PÊNDULO SIMPLES

ANA JULIA OLIVEIRA MORENO, CAUÃ AUGUSTO PEREIRA DANTAS, JOÃO ANTONIO FRIGERI, MAGNO FERNANDO HAUENSTEIN, MURYLLO HENRIQUE GOUVEIA, THAMIS MARQUES AMORIM.

LABORATÓRIO II

PÊNDULO SIMPLES

Relatório apresentado como parte da avaliação da disciplina de Laboratório de Física II, do curso de Engenharia Elétrica, UNEMAT, campus de Sinop, ministrado pela docente Alexandra Valentin.

Sinop, MT

21/10/2022.

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

O pêndulo simples é um sistema mecânico que consiste em uma massa puntiforme, ou seja, um corpo com dimensões insignificantes, presa a um fio de massa desprezível e inextensível capaz de oscilar em torno de uma posição fixa. Graças à sua simplicidade, esse pêndulo é bastante usado durante o estudo do movimento harmônico simples.

O pêndulo simples é uma aproximação em que não existem forças dissipativas, ou seja, forças de atrito ou de arraste, atuando sobre quaisquer componentes do sistema. Nesses pêndulos, o movimento oscilatório surge em decorrência da ação das forças peso e tração, exercida por um fio. Observe:

[pic 1]

A força resultante entre a tração (T) e o peso (P) é uma força centrípeta.

Como as forças peso e tração não se cancelam nesse contexto, já que isso só acontece na posição de equilíbrio, surge, dessa forma, uma força resultante de natureza centrípeta, fazendo o pêndulo oscilar em torno de um ponto de equilíbrio.

A fórmula mostrada a seguir é usada para calcular o período no pêndulo simples, ela relaciona o tempo de uma oscilação completa ao tamanho do fio e à aceleração da gravidade local, confira:

[pic 2]

T – período (s)

L – comprimento do fio (m)

g – gravidade (m/s²)

A fórmula anterior nos mostra que o tempo da oscilação no pêndulo simples não depende da massa do objeto que se encontra a oscilar. Para deduzirmos essa fórmula, é necessário assumir que a oscilação ocorre apenas em ângulos pequenos, de modo que o seno do ângulo θ seja muito próximo ao próprio valor de θ, em graus.

1. OBJETIVOS

      Determinar através de experimentos o que de fato interfere na variação do período e frequência do pêndulo, e determinar a gravidade local.

1. MATERIAL

• Tripé universal
• Barbante de 70cm;
• Régua de 500 mm;
• 3 pesos de 50g cada;
• Transferidor;
• Cronômetro;

1. METODOLOGIA

1º passo: Calcular o período e a frequência mudando a amplitude do pêndulo, sendo de 10cm, 15cm e 20cm, assim medindo quantos segundos levava para fazer 10 oscilações, em seguida calculando seu tempo para realizar uma única oscilação através da fórmula T=t/n e sua frequência através de F=1/T.

2º passo: Calcular o período e a frequência usando diferentes massas, com a mesma amplitude de 15 cm, sendo a massa de 50g, 100g e 150g, utilizando as mesmas 10 oscilações e medindo quantos segundos leva para completa-las, em seguida calcula-se o tempo para uma única oscilação através de T=t/n e sua frequência através de F=1/T.

3º passo: Calcular o período e a frequência mudando o comprimento do fio, utilizando 70cm, 60cm, 50cm, 40cm, 30cm, medir o tempo para completar 10 oscilações, e calcular o tempo para uma única oscilação usando T=t/n e depois calcular a gravidade em cada uma das amplitudes utilizando , calcular a média das gravidades e depois calcular a gravidade de forma mais precisa com .[pic 3][pic 4]

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Após o desenvolvimento do experimento, os resultados obtidos foram os seguintes:

amplitude	n	t(s)	T(s)	F(Hz)
10cm	10	17,045	1,7045	0,59
15cm	10	17,06	1,706	0,59
20cm	10	17,16	1,716	0,58