Pêndulo físico-Ensaio

1- INTRODUÇÃO

        Contrariando o pêndulo simples, o pêndulo real, comumente chamado de pêndulo físico, pode ter uma distribuição complicada de massa. Qualquer corpo rígido que esteja suspenso de forma que possa oscilar em um plano vertical em torno de um eixo que passe pelo corpo é denominado pêndulo físico ou pêndulo composto. Trata-se, portanto, de uma generalização do pêndulo simples, em que um fio sem peso suporta uma partícula de massa m. Na realidade todos os pêndulos reais são pêndulos físicos. Há apenas uma diferença importante entre um pêndulo físico arbitrário e um pêndulo simples. No caso do pêndulo físico, o braço de alavanca da componente restauradora Fg sen θ da força gravitacional é h, e não o comprimento L do fio. Sob os outros aspectos a análise do pêndulo físico é idêntica à análise do pêndulo simples. Assim, para pequenas angulações, o movimento é, aproximadamente, um MHS.

T = 2π       (Pêndulo físico, pequena amplitude)         (1-1)[pic 1]

[pic 2]

Fig. 1: Pêndulo Físico. O torque restaurador é hFgsenθ. (HALLIDAY, 2009)

        Sendo h a distância do eixo de rotação ao centro de massa, I a inércia rotacional (momento de inércia) do corpo em relação ao eixo e m a massa do corpo. O torque restaurador, para um deslocamento angular θ será t = mgh senθ, que é devido à componente tangencial da força da gravidade.                                                                        Um pêndulo físico não oscila se o ponto fixo for o centro de massa. Isso corresponde a fazer h = 0 na Eq. 1-1. Nesse caso tem-se T= ∞, o que significa que o pêndulo jamais completará uma oscilação.

2- OBJETIVOS

        Analisar o movimento de um pêndulo físico formado por uma barra uniforme e determinar o valor da aceleração da gravidade local.

3- MATERIAIS E MÉTODOS

        Para realizar este prática experimental foram utilizados: cronômetro digital, barra de comprimento L, tripé, haste de sustentação, trena e transferidor.                                        Utilizando a trena mediu-se o comprimento da barra, deslocou-se a barra a uma angulação a partir da condição de equilíbrio. Utilizou-se o transferidor para constatar o ângulo de inclinação da barra. Em seguida, liberou-se a barra e mediu-se com o cronômetro digital o tempo necessário para a ocorrência de 3 oscilações. Este procedimento foi repetido mais duas vezes.

[pic 3]	[pic 4] [pic 5]	[pic 6] [pic 7]	[pic 8]
[pic 9]	[pic 10]	[pic 11]	[pic 12]	[pic 13]
0,91	0,0005	15°	4,60	4,69	4,88	4,723333333	0,14294521

Tabela 1: Dados experimentais.

        [pic 14]

4- RESULTADOS E DISCUSSÕES

        Os valores de t obtidos experimentalmente viabilizaram o cálculo do tmédio e sua incerteza. Sendo o tmédio medido o triplo do período T, o valor do período de oscilação da barra foi calculado dividindo-se o valor tmédio por três.

[pic 15]	[pic 16] [pic 17]	[pic 18] [pic 19]	[pic 20] [pic 21]	[pic 22] [pic 23]	[pic 24]	[pic 25]	[pic 26]
4,723333333	0,08	0,01	0,08	4,72 ± 0,08	1,57	0,03	1,57 ± 0,03

Tabela 2: Valor de  obtidos a partir dos dados experimentais.[pic 27]