PÊNDULO SIMPLES – OSCILAÇÕES HARMÔNICAS

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL UNIDADE DE NAVIRAÍ

CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA EM ALIMENTOS. DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL

PÊNDULO SIMPLES – OSCILAÇÕES HARMÔNICAS

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NAVIRAÍ - MS 2018

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EQUIPE 9

     GABRIELLI BARROS  34682

PÊNDULO SIMPLES – OSCILAÇÕES HARMÔNICAS

Relatório de aula prática da matéria de Física Experimental apresentado ao Curso Superior de Engenharia em Alimentos da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Unidade Universitária de Naviraí , com exigência de avaliação.

Orientador: Prof. Dr. Jaldair Nobrega

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NAVIRAÍ - MS 2018

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1. RESUMO

Os movimentos oscilatórios em intervalos estão presentes em nosso dia-a-dia e um bom exemplo desse tipo de movimento é o pêndulo simples que será utilizado nessa prática, consiste em uma massa suspensa por um fio fino de comprimento (2,93 cm) nesse caso, preso a um ponto fixo. Quando esse corpo é deslocado de sua posição de equilíbrio e depois solto, passa a oscilar em um plano vertical, submetendo uma força sob a ação da gravidade, onde também existe a força de tração do fio, gerando um período de oscilações que possa se calculado.

1. OBJETIVOS

• Estipular critérios para melhorar a precisão de medidas de tempo com o cronometro manual.
• Medidas do Período de um pêndulo simples.
• Construção de gráficos lineares.
•         Construção de gráficos não lineares, para linearizar funções do tipo T n L, obtendo o valor de n.
• Determinar a aceleração da gravidade local (Naviraí) (g) com a utilização de vários métodos.

1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Os pêndulos fazem parte de uma classe de osciladores harmônicos simples nos quais a força restauradora está associada à gravidade, ao invés das propriedades elásticas de um fio torcido ou de uma mola comprimida.

O pêndulo simples é um sistema constituído por um objeto de massa, de forma suspensa de um ponto por um fio inextensível e de massa desprezável quando comparada com m, e que oscila em torno desse ponto. Durante a oscilação, a massa descreve uma trajetória circular cujo raio é o comprimento l do pêndulo. O movimento não é uniforme porque nem o módulo nem a direção e o sentido da velocidade são os mesmos em todos os pontos do seu percurso. De maneira que na figura está representado um pêndulo simples e as força a que fica sujeito.

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Imagem1- Demonstração do movimento do pêndulo;

Quando é afastado a massa da posição de repouso e a solta-se, o pêndulo realiza oscilações. Ao desconsiderarmos a resistência do ar, as únicas forças que atuam sobre o pêndulo são a tensão com o fio e o peso da massa m. Desta forma:

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A componente da força Peso que é dado por P.cosθ se anulará com a força de Tensão do fio, sendo assim, a única causa do movimento oscilatório é a P.senθ. Inúmeras formulas ainda são utilizadas como vamos ver ao decorrer desse relatório, apresentando formas diferenciadas de cálculos.

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1. MATERIAIS UTILIZADOS

• Pêndulo simples, cronômetro, trena, papéis: milimetrado e di-log.

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foi utilizado um pêndulo simples, onde foi possível calcular o período de oscilações em um determinado tempo (60 s), após a identificação do ângulo (10°) e a medida do comprimento a não ser ultrapassado (52 cm).

Cada integrante foi submetida a uma função:

• Alteração do comprimento do fio, com a ajuda de uma trena e contagem de oscilações.
•         Fixação do fio em ganchos na parede da sala, para que não sofresse alteração de tamanho.
• Cronometrando o experimento.
• Coletaram-se os dados, onde se tornou possível preencher a tabela para a realização dos cálculos.

1. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS

6.1- Medidas e Cálculos preliminares:

Medi	(L ± ∆L)	n	(t ± ∆t)	(T ± ∆T)		T 2		L 2	L T 2
da	(cm)		(s)		(s	)		(s 2)
1	31,0 ± 0,1	51	60 ± 0,2	1,176 ±	0,004	1,383	961	42,873
2	42,0 ± 0,1	44	60 ± 0,2	1,364 ±	0,005	1,860	1764	78,120
3	50,0± 0,1	41	60 ± 0,2	1,463 ±	0,005	2,140	2500	107,000
4	60,0± 0,1	38	60 ± 0,2	1,579 ±	0,005	2,493	3600	149,580
5	70,0± 0,1	35	60 ± 0,2	1,714 ±	0,006	2,938	4900	205,660
6	90,0± 0,1	32	60 ± 0,2	1,875 ±	0,006	3,516	8100	316,440
7	105,0± 0,1	29	60 ± 0,2	2,069 ±	0,007	4,281	11025	449,505
8	125,0± 0,1	27	60 ± 0,2	2,222±	0,007		4,937	15625	617,125
9	170,0± 0,1	24	60 ± 0,2	2,500±	0,008		6,250	28900	1062,500
10	200,0 ± 0,1	22	60 ± 0,2	2,727±	0,009		7,437	40000	1487,400
∑ L= 943	(∑ L)²=889249	∑ T² = 37,235	∑ L²= 117375	∑ LT²= 4516,203