O Pêndulo Simples

[pic 1]

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG

CENTRO DE EDUCAÇÃO E SAÚDE – CES

DOCENTE: RAFAEL DE LIMA RODRIGUES

DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II

MOVIMENTO PERIÓDICO E OSCILATÓRIO          

PÊNDULO SIMPLES – ENCONTRANDO A GRAVIDADE

ALUNO: NATHAM CANDIDO DE OLIVEIRA

MATRÍCULA: 513110110

Cuité-PB

 20 de outubro de 2017

MOVIMENTO PERIÓDICO E OSCILATÓRIO          

PÊNDULO SIMPLES – ENCONTRANDO A GRAVIDADE

Relatório em cumprimento parcial às exigências da disciplina Física experimental II, do Curso de Licenciatura em Física da UFCG – Campus Cuité.

SUMÁRIO:

OBJETIVOS:        4

RESUMO:        5

INTRODUÇÃO:        6

ASPECTO TEÓRICO:        6

RESULTADOS E CONCLUSÕES:        10

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        12

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        OBJETIVOS:

Colocar em prática o conteúdo trabalhado, sobre MHS (Movimento harmônico simples), para um melhor ensino-aprendizagem;  

Fazer o experimento com Pêndulo Simples em laboratório

 Encontrar algumas medidas que não foram medidas experimentalmente, como:

• Frequência de oscilação  
• Frequência angular,
• E a aceleração da gravidade, sendo que a constante (k) é o nosso principal objetivo.

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        RESUMO:

Como todo conteúdo trabalhado nas disciplinas de ciências exatas, o MHS (Movimento harmônico simples) não deixa de ser importante, pois foi a partir desse estudo que aconteceu uma das descobertas mais importante para ciência à determinação da aceleração da gravidade, através do Pêndulo Simples.  Esse experimento de pêndulo simples, feito em laboratório com a ajuda de um cronômetro capaz de medir o período de oscilação do pêndulo, e a altura (l=altura do fio ao centro da bolinha) os darem a possibilidade de colocar em prática a experiência feita por estudiosos, e colocar em prática o conteúdo, de Movimento periódico oscilatório, leis de Newton, lei de Hooke e entre outros conceitos.  

PALAVRAS-CHAVE: EXPERIMENTAL II, MHS, PÊNDULO-SIMPLES.

        

INTRODUÇÃO:

Foi através do movimento periódico que ocorreram vários avanços da ciência como: a primeira medição com precisão da aceleração da gravidade, a comprovação científica da rotação da Terra, além de outros benefícios, como os relógios mecânicos e muitas outras tecnologias.  

Uns dos exemplos, mais comuns são os dos relógios, especificamente, os feitos com pêndulos, com aquele movimento de “vai-vêm”, movimento esse que caracteriza o movimento periódico, sendo esses pêndulos conhecidos como pêndulo simples.  

O estudo com pêndulo simples foi idealizado pelo cientista italiano Galileu Galilei (1564-1642). Sendo, que segundo a história quando Galileu estava em um missa ficou observando o movimento do relógio da igreja em que estava. Observando a forma como os candelabros pendurados na Catedral oscilavam e ficou surpreendido pelo fato de candelabros com uma amplitude de oscilação maior parecer levar o mesmo tempo a percorrer a uma determinada distância que candelabros com menor amplitude.

Alguns anos mais tarde, ele apresentou a um amigo pela primeira vez a ideia do isocronismo de pêndulos, isto é, que o seu período de oscilação de um pêndulo é independente da sua amplitude (para pequenas oscilações apenas). Daí começa o estudo do MHS (Movimento harmônico simples), onde Galileu investigou as características de pêndulos e chegou à conclusão não só que era isócronos, característica que repete-se, só é válida em regime de pequenas oscilações, como também voltavam praticamente à altura a que tinham sido largados, o que hoje se admite como manifestação da conservação de energia, um conceito ainda não introduzido na época. Além disso, observou que pêndulos mais leves cessavam a sua oscilação mais rapidamente que os que possuíam pesos maiores e que o quadrado do período de oscilação é proporcional ao comprimento do pêndulo.  

Sendo, através dessas observações de Galileu, e de sua ideologia que corpos cairiam ao mesmo tempo no solo, independentes de sua massa, quando soltados em queda livre, que aconteceu uma das maiores descobertas da ciência à descoberta da aceleração da gravidade (g). Assim, neste respectivo trabalho irá mostrar o conceito de pêndulo simples e a experiência feita em laboratório, para a determinação e comprovação da determinação de (g).  

        

ASPECTO TEÓRICO:

Para YOUNG, Hugh D. (2008), o Pêndulo Simples é um modelo idealizado constituído por um corpo puntiforme suspenso por um fio inextensível de massa desprezível. Quando o corpo puntiforme é puxado lateralmente a partir da sua posição de equilíbrio e a seguir libertado, ele oscila em torno da posição de equilíbrio, como na imagem a seguir:

[pic 2] Imagem 1: Pêndulo simples  

Como podemos perceber através da imagem anterior a trajetória do corpo puntiforme, é um arco de circurferência de raio L, igual ao comprimento do fio. Para que o movimento seja um MHS (Movimento harmônico simples) é necessário que uma força restauradora haja no sistema, que faz com que o corpo seja descolado da sua posição de equilíbrio (posição onde o somatório de todas as forças são zero, sendo assim, x=0), a força restauradora faz com o que o corpo retorne a posição inicial ou posição de equilíbrio.

Tanto em um conjunto massa-mola quanto no pêndulo simples, quando o corpo é sujeito a uma força que faz com que esse corpo se desloque a partir de sua posição de equilíbrio, chegando ao seu ponto máximo, ou seja, o valor máximo que x alcança, conhecemos esse deslocamento máximo como amplitude do movimento (A) expresso em metros (m) no SI.

Quando puxamos esse corpo puntiforme e soltarmos, o pêndulo realizará pequenas oscilações, onde desconsiderando a resistência do ar, as únicas forças atuantes são a força peso e a força de tensão com o fio, como visto na imagem abaixo: