Pendulo simples
Por: rodrigo.gonzaga • 2/11/2015 • Relatório de pesquisa • 1.421 Palavras (6 Páginas) • 460 Visualizações
PÊNDULO SIMPLES
Complementos de Física – Laboratório, xxxxxxx.
Águas Claras, 20 de outubro de 2015.
Nesse experimento realizamos varias analises com o nosso pendulo simples, dentre elas consideramos comprimentos, amplitude diferentes e pudemos perceber a variação de tempo em cada situação, conforme apontamos em nossas tabelas (tabela 1 – Relação entre amplitude e o período de oscilação / tabela 2 – Relação entre o comprimento e o período de oscilação).
INTRODUÇÃO
O pêndulo simples consiste em um sistema idealizado composto por um fio leve e inextensível de comprimento L (como é mostrado na figura 1). Sua extremidade superior fica fixada a um ponto que permite sua livre oscilação, na extremidade inferior uma massa m é presa.
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. O esquema das forças em um pêndulo simples pode ser observado na figura 1, a seguir:
[pic 2]
Figura 1 – Esquematização de um pêndulo simples e as forças atuantes em seu movimento.
Como pôde ser observado, além da ação da força da gravidade em decorrência do peso massa, também existe a força tração T do fio. A equação que representa a força restauradora se dá por:
[pic 3] (1)
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 4] (2)
Onde L é o comprimento do fio, g é a aceleração da gravidade e T é o período.
OBJETIVO
O objetivo do presente experimento foi realizar medidas de período de um pêndulo simples e verificar sua dependência com a massa, com o comprimento do fio e com o ângulo máximo do movimento.
MATERIAIS UTILIZADOS
- 1 Suporte universal
- 1 haste metálica de 1,00 m
- 2 massas de 50 g
- 1 régua
- 1 barbante de 1,00 m
PROCEDIMENTO
Nesse experimente montamos duas tabelas com o objetivo analítico em relação a variação entre amplitude, comprimento e período e também entre comprimento (L) e período.
No primeiro caso colocamos uma massa de 50 g, fixada em um barbante com comprimento de L = 1,0 m, e colocamos para oscilar, variando a sua amplitude de 0,05 , 0,10 , 0,15 e 0,20. O resultado desse esta na questão 07 (Tabela -1).
No segundo caso colocamos uma massa de 50 g, fixada em um barbante com comprimento de L = 0,25 , 0,50 , 0,75 e 1,00 m, e colocamos para oscilar nesse caso considerando ϴ 10º. O resultado desse esta na questão 09 (Tabela -2).
QUESTIONÁRIO SOBRE O EXPERIMENTO
- Regule o comprimento (L) do cabo para 1,0m. Em seguida, afaste-o da posição de equilíbrio para uma amplitude de 10 cm e abandone-o. Meça o tempo gasto para que o mesmo efetue 10 oscilações (referente a mesma massa m1). Com essa medida, determine valor mais provável do período do pêndulo, SI; T1.
Resposta: 0,2034/10 = 0,02034 (Dados obtidos na Tabela 1 - Relação entre a amplitude e o período de oscilação)
- Determine a frequência de oscilação deste pêndulo, no SI; f1.
Resposta: 1/0,02034 = 49,164 (Dados obtidos na Tabela 1 - Relação entre a amplitude e o período de oscilação)
- Substitua a m1 e repita o procedimento 2 para a nova massa m2, no SI; T2 .
Resposta: 0,02065 (Dados obtidos quando acrescentamos mais uma massa de 50 g)
- Determine a frequência de angulação deste pendulo, no SI; f2.
Resposta: 1/0,02065 = 48,426 (Dados obtidos quando acrescentamos mais uma massa de 50 g)
- O que você concluiu a respeito do período e da frequência de um pendulo (com comprimento fixo) quando variamos a sua massa?
Resposta: Quando aumentamos a massa o período diminui.
- Qual a relação entre frequência e o período de um pendulo?
Resposta: A frequência é o inverso do período.
- Para L = 1,0 m meça o período de oscilação para vários valores de amplitude de oscilação, que corresponde à distância máxima da massa em relação à posição de equilíbrio do pendulo, medida na horizontal, indicamos na tabela abaixo.
Tabela 1 – Relação entre a amplitude e o período de oscilação
Amplitude (m) | Intervalo de tempo de 10 oscilações (s) | Período T (s) |
0,05 | 0,2006 | 0,2006/10 = 0,02006 |
0,10 | 0,2034 | 0,2034/10 = 0,02034 |
0,15 | 0,2019 | 0,2019/10 = 0,02019 |
0,20 | 0,2025 | 0,2025/10 = 0,02025 |
- Existe alguma relação entre o comprimento e o período de Oscilação?
Resposta: Quanto maior o cumprimento, maior o período de Oscilação.
- Meça o período de oscilação para vários valores de comprimento (L), indicados na tabela abaixo.
Tabela 2 – Relação entre o comprimento e o período de oscilação
Comprimento (m) | Intervalo de tempo de 10 oscilações (s) | Período T (s) |
0,25 | 0,1115 | 0,1115/10 = 0,01115 |
0,50 | 0,1607 | 0,1607/10 = 0,01607 |
0,75 | 0,1881 | 0,1881/10 = 0,01881 |
1,00 | 0,2122 | 0,2122/10 = 0,02122 |
...