PENDULO SIMPLES

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Disciplina: Física Experimental II

Nome: Ana Claudia Rodrigues de Queiroz

Matrícula: 201501075438

Turma:

Professor: Jheison Lopes

Data de realização do experimento:  30/04/2016

Título da Experiência: Pêndulo Simples

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. – OBJETIVO  

 

Determinar o valor da aceleração da gravidade através das oscilações de um pêndulo simples.

 

1. – INTRODUÇÃO

 

Um pêndulo simples é composto por um fio,inextensível e de massa desprezível, fixo em uma dasextremidades. Na extremidade móvel é presa uma massacomo indicada na figura 1. Quando se afasta a massa dasua posição de equilíbrio, há uma força restauradoragerada pela gravidade fazendo com que esta retorne àsua posição original. O pêndulo oscilará num planovertical e dado o movimento harmônico e periódico,pode-se determinar o período da oscilação

Toda a teoria sobre o pêndulo simples, ou seja, o conhecimento teórico necessário para a realização do experimento, com a apresentação das equações a serem utilizadas.

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Figura 01: Esquematização de um pêndulo simples e as forças atuantes em seu movimento. (Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAei3gAC/relatorio-pendulo-simples)

Para um corpo preso à uma corda de comprimento L e que foi deslocado de um pequeno ângulo em relação à vertical:

 

∑ 𝐹⃗ = 𝑚. 𝑎⃗ → −𝑃𝑥 = 𝑚. 𝑎 

−𝑚. 𝑔. 𝑠𝑒𝑛 𝜃 = 𝑚. 𝑎 

 

Pela relação entre aceleração escalar e angular: 𝑎 = 𝛼. 𝐿, e sabendo que [pic 3],

 

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Considerando pequenas oscilações (θ < 15°), sen θ ≈ θ (em radianos). Assim:

 

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Comparando com a equação característica de um movimento harmônico simples, tem-se que:

 

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Como  

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Então:

 

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1. – PROCEDIMENTOS E ESQUEMA EXPERIMENTAIS

1. No lançador horizontal, onde tem a parte do pendulo, ajustou-se o comprimento do fio, sendo medido com a utilização da régua
2. Colocou-se o objeto metálico fixado ao fio
3. Em seguida, oscilou-se em pequenos ângulos por 5 vezes, onde foi medido com a utilização do cronometro
4. E repetiu-se o procedimento variando o comprimento do fio

Lembre-se que para determinar o período de uma oscilação, meça o tempo de 5 oscilações completas e divida esse tempo por 5.

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1. – MATERIAIS UTILIZADOS

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Figura 02: Objeto metálico (Fonte: Foto tirada do ato do experimento)  

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Figura 04: Cronometro da Marca Zonalivre (Fonte: http://gladiador.loja2.com.br/img/2c32d45e74375640486dd4ee259ab516.jpg)

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Figura 04: Lançador horizontal cidepe, utilização somente para o pêndulo (Fonte: http://www.reinalab.com.br/conjunto-mecanica-com-largador-eletromagnetico.html, com edição)

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Figura 05: Régua milimétrica

(Fonte: http://www.americanas.com.br/produto/117329791/regua-de-30cm-new-line-cristal-waleu)

 

1. – DADOS EXPERIMENTAIS

 

A incerteza da medida do tempo de oscilação δt é o menor tempo de resposta dentre os membros do grupo, dado em segundos.

 

                           

Tabela 01 - Valores do período em função do comprimento do fio.

i	L (m)	δL (m)	T (s)	δT (s)
1	0,255	0,0005	0,964	0,12
2	0,305	0,0005	1,068	0,12
3	0,183	0,0005	0,844	0,12
4	0,150	0,0005	0,744	0,12
5	0,364	0,0005	1,170	0,12
6	0,230	0,0005	0,938	0,12
7	0,046	0,0005	0,494	0,12
8	0,257	0,0005	1,006	0,12
9	0,374	0,0005	1,176	0,12
10	0,290	0,0005	1,038	0,12
Média	0,2454	0,0005	0,9442	0,12

Legenda:

L = Comprimento do fio

δL = Incerteza do comprimento

T = Tempo

δT = incerteza do tempo

 δL = 0,0005 m;

s[pic 14]

 

1. – CÁLCULOS E GRÁFICOS

 

Como demonstrado na introdução, a aceleração da gravidade nesse caso é dada por: