Relatório de Física Experimental

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL I

Grupo: Beatriz Sales Cavalcanti Nascimento -  20170042655

             Giovana da Silva Rascalha - 20170030977

             Italo Bryan Fernandes Fontes – 20170040392

DETERMINAÇÃO DA ACELERAÇÃO LOCAL DA GRAVIDADE

03 de maio de 2018

João Pessoa

Beatriz Sales Cavalcanti Nascimento (20170042655)

Giovana da Silva Rascalha (20170030977)

Italo Bryan Fernandes Fontes (20170040392)

 

 

DETERMINAÇÃO DA ACELERAÇÃO LOCAL DA GRAVIDADE

 

Relatório de caráter avaliativo da disciplina Física Experimental I, obrigatória da grade curricular do curso de Engenharia Química pela Universidade Federal da Paraíba.

 

Orientador: Prof. Umbelino de Freitas Neto

03 de maio de 2018

João Pessoa

SUMÁRIO

1.OBJETIVOS............................................................................................................. 3

1. Objetivo Geral........................................................................................................ 3
2. Objetivos Específicos............................................................................................. 3

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA....................................................................................... 4

3. MATERIAL UTILIZADO ......................................................................................... 5

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ..................................................................... 6

5. RESULTADOS ....................................................................................................... 7

6. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS......................................................................... 9

7. CONCLUSÃO........................................................................................................ 11

8. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................... 12

1. OBJETIVOS

1. Objetivo Geral

Verificar a dependência do período do pêndulo simples com o seu comprimento, para pequenas amplitudes de oscilação, determinando a aceleração gravitacional.

1.2 Objetivos Específicos

• Analisar o comportamento físico de um pêndulo simples e estudar os fenômenos envolvidos;
• Obter algumas grandezas de entrada, tais como o período de oscilação (T) e o comprimento do pêndulo (L);
• Realizar manipulações algébricas;
• Construir um gráfico relacionando, linearmente, as duas grandezas (T e L);
• Determinar a constante da aceleração da gravidade através da inclinação da reta do gráfico.

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Um pêndulo é um sistema composto por uma massa acoplada a um pivô, que permite sua movimentação livremente. A massa fica sujeita à força restauradora causada pela gravidade. O modelo mais simples de pêndulo, e que é utilizado neste experimento, é o pêndulo simples.

Esse pêndulo consiste em uma massa presa a um fio flexível e inextensível por uma de suas extremidades e livre por outra. Quando afastamos a massa da posição de repouso e a soltamos, 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. 

A análise de um pêndulo simples nos mostra que, para pequenas oscilações, um pêndulo simples descreve um MHS. E como para qualquer MHS, o período é dado por:

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E como,

[pic 3]

Então o período de um pêndulo simples pode ser expresso por:

[pic 4]

Neste trabalho é ainda apresentada uma prática com o pêndulo simples amortecido que permite a investigação da diminuição da amplitude do movimento oscilatório.

O experimento relatado a seguir tratou de estudar o comportamento de um pêndulo simples utilizando algumas medidas e um modelo matemático para seu período. Através dos dados obtidos, foi possível estruturar um gráfico e obter a equação que relaciona o período, ao quadrado, com o comprimento do pêndulo estudado. Por meio de algumas manipulações, obtivemos o valor da aceleração local da gravidade condizente com o valor verdadeiro estimado.

3. MATERIAL UTILIZADO

• Pêndulo simples, com um peso de oscilação e um fio pouco extensível;
• Trena, com precisão de 1 mm;
• Régua, com precisão de 1 mm;
• Cronômetro, com precisão de 0,01 s.

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foram feitas medidas do período de oscilação para cinco comprimentos diferentes do pêndulo, sendo que, em cada comprimento se mediu o período cinco vezes com um cronômetro manual. Além disso, foi contado o tempo de oscilação de dez períodos do pêndulo e, então, foi feita a média aritmética. Ao final de cinco períodos medidos para um certo comprimento, foi feita a média aritmética desses.

Foram utilizados cinco comprimentos diferentes. Tais comprimentos foram medidos da extremidade superior do fio até o centro de massa da esfera, que se aproxima de seu centro geométrico. Utilizamos a trena para tal medida.

Para a segunda parte do experimento, utilizamos o último comprimento medido (161,50 cm), o qual o peso de oscilação quase toca o chão. Foi colocada uma régua no chão, logo abaixo do pêndulo, de modo que a ponta do peso de oscilação ficasse alinhada com o marco zero da régua. Puxamos o pêndulo até o marco de número treze e o soltamos, começando a marcar o tempo no cronômetro. Foram medidos dez valores de amplitude em função do tempo.

5. RESULTADOS EXPERIMENTAIS

1. Pêndulo simples – pequenas oscilações (sem resistência do ar)

Nº	Comprimento L (cm)	Período  [pic 5][pic 6]
[pic 7]	[pic 8]	[pic 9]	[pic 10]	[pic 11]	[pic 12]
1	33,61	1,171	1,186	1,179	1,1206	1,164	1,1812
2	64,00	1,592	1,619	1,615	1,573	1,622	1,6042
4	15,22	2,154	2,107	2,156	2,053	2,142	2,1224
4	135,60	2,319	2,333	2,347	2,342	2,339	2,3360
5	161,50	2,554	2,577	2,559	2,557	2,569	2,5632

Tabela 1