Relatório de Pendulo Simples

UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS

BACHARELADO EM ENGENHARIA QUÍMICA

BACHARELADO EM ENGENHARIA MEC NICA

FÍSICA EXPERIMENTAL II

NOTURNO

Beatriz dos Santos Gonçalves

Eliel Oliveira de Almeida

PÊNDULO SIMPLES: Determinação do valor de “g”

(Experimentos 8 e 9)

Salvador

2023

1 INTRODUÇÃO

Esse experimento tem como objetivo determinar o valor da aceleração da gravidade mediante o emprego de um pêndulo simples, acompanhado de comentários sobre a qualidade experimental dos resultados obtidos.

“Um pêndulo gravitacional, ou pêndulo físico, consiste simplesmente de um corpo rígido suspenso por um ponto que não esteja localizado sobre seu centro de massa, de modo que, quando submetido a pequenos deslocamentos angulares em relação à direção vertical, realiza um movimento oscilatório sob a ação da força gravitacional. ”

(SILVA, Carlos Antonio, 2012, p. 1)

“Todo M.H.S acontece quando uma força impele um corpo em movimento a voltar para uma posição de equilíbrio. Alguns exemplos de MHS são o pêndulo simples e o oscilador da mola. Em movimento harmônico simples, a energia mecânica do corpo é sempre mantida constante, mas suas energias cinética e potencial se diferenciam, quando a cinética é máxima a potencial é mínima e vice-versa.’’

(HELERBROCK Rafael, 2021, p. 1)

“ O pêndulo simples é um sistema que executa oscilações harmônicas se afastado por pequenos deslocamentos de sua posição de equilíbrio. Aqui a força restauradora é devida à gravidade que força a massa a retornar para o ponto mais baixo. O pêndulo simples consiste de uma massa m suspensa por um fio de comprimento L e massa mL<<m. No tratamento teórico supõe-se que toda a massa m está concentrada em um ponto e também que ϕ ≈ sen(ϕ).’’

(UFBA, p. 1)

“Em física num movimento periódico ou harmônico, o período consiste no intervalo de tempo que decorre entre os dois estados de movimento equivalentes (onde a posição e a velocidade da partícula são idênticas), isto é, o tempo que leva a completar um ciclo de uma sequência de eventos sucessivamente repetidos. Por exemplo, o tempo que um pêndulo leva para completar um ciclo de oscilação é o período do pêndulo. A grandeza período é o inverso da frequência (número de oscilações por segundo). “

(INFOPÉDIA, 2021 )

O procedimento experimental consiste em usar um pêndulo simples para determinar o valor da aceleração devido à gravidade. Para isso, é necessário montar um pêndulo de diferentes comprimentos. Depois, é necessário oscilar nele, para que possamos verificar o tempo de cada oscilação, registrando cada uma. As oscilações são feitas com pesos diferentes, então valores diferentes serão exibidos. Deve-se ter cuidado com a amplitude das oscilações para evitar resultados desproporcionais.

- Régua graduada milimetrada;

- Cronômetro ou relógio de pulso.

- Conjunto pendular com duas massas distintas.

2 RESULTADOS E ANÁLISES

2.1 COM VARIAÇÃO NO COMPRIMENTO DO PÊNDULO

O experimento foi realizado em laboratório com aparelhos adequados e ao decorrer da experiência os valores oscilaram, conforme o esperado, pois ocorreu o fator de erro humano, porém, foram alcançados valores próximos. A explicação é que enquanto o valor da aceleração gravitacional varia com a altitude (distância do solo), o aumento do desvio pode estar relacionado ao aumento da velocidade e captura do valor do tempo.

Para a obtenção do desvio encontrado sobre o valor da aceleração da gravidade, utilizamos a fórmula abaixo, sendo o (gi) o valor da gravidade medida e o (%) a margem de erro para a medição realizada.

(%) = (gi – 9,7833) . 100%

Foto 1: Sistema de pêndulo montado em laboratório.

N

L (m)

T1(s)

T2(s)

Tmédio

(s)

T(s)

g(m/s2)

dr(%)

1

0,40

18,39

18,08

18,24

1,216

10,685

9,22%

2

0,50

21,18

21,27

21,23

1,415

9,859

0,77%

3

0,64

23,8

24,06

23,93

1,595

9,927

1,47%

4

0,80

26,08

26,53

26,61

1,774

10,039

2,62%

5

1,00

29,47

29,73