O Experimento Pêndulo

UNIME[pic 1]

DEPARTAMENTO DE BIOMEDICINA

CST EM RADIOLOGIA – NOTURNO

PÊNDULO SIMPLES

AILTON SANTOS LIMA

LIANA L.QUEIROZ SANTOS

MARIA APARECIDA DOS SANTOS

MILTON SANTOS

RIVER BORGES

ROBERTA DA CONCEIÇÃO SANTOS

UIARA NUNES DE OLIVEIRA

ITABUNA-BA

2016

Ailton Santos Lima

Liana L. Queiroz Santos

Maria Aparecida dos Santos

Milton Santos

River Santos

Roberta da C. Santos

Uiara Nunes de Oliveira

 

Relatório de experimento de pêndulo simples, que foi realizado na sala de física do campus II da UNIME, no dia 09 de setembro de 2016 , onde passamos cerca de 2 horas executando a atividade experimental. Tal relatório será apresentado à disciplina de Física, como requisito de avaliação.

Docente: Pedro Antônio

ITABUNA-BA

2016

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO        4

OBJETIVO        5

MATERIAIS        6

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        7

CÁLCULO        8

RESULTADOS        9

TABELA DE RESULTADOS        10

CONCLUSÃO        11

BIBLIOGRAFIA        12

INTRODUÇÃO

Pêndulo simples, é um instrumento que oscila em torno de um ponto fixo. Este aparelho desempenha movimento em torno de um ponto de equilíbrio. Tal instrumento é muito utilizado em diversos estudos principalmente da física.

Galileu Galilei descobriu a periodicidade do movimento pendular. O movimento de um pêndulo simples envolve basicamente uma grandeza chamada período (simbolizada por T): é o intervalo de tempo que o objeto leva para percorrer toda a trajetória (ou seja, retornar a sua posição original de lançamento).

 Derivada dessa grandeza, existe a frequência (simbolizada por f), numericamente igual ao inverso do período (f = 1 / T), e que, portanto se caracteriza pelo número de ciclos que o objeto percorre a trajetória pendular num intervalo de tempo específico. A unidade da frequência no SI é o hertz, equivalente a um ciclo por segundo(1/s).

[pic 2]

OBJETIVO

Este relatório tem o propósito de demonstrar de forma objetiva um experimento com um pêndulo simples aos estudantes de Física Básica do curso de Tecnólogo em Radiologia.

Esse experimento foi realizado na sala de física do campus II da UNIME-Itabuna, no dia 09 de setembro de 2016 , onde passamos cerca de 2 horas executando a atividade experimental.

O Objetivo desta atividade é entender os conceitos de período, frequência e amplitude com o comprimento de um pêndulo, além de estudar o movimento harmônico utilizando um pêndulo simples com peso (representada por m) e comprimento diferentes (representada por L), bem como a relação entre eles.

MATERIAIS

• 1Suporte
• 1 Gancho
• Linha de nylon
• 1 Tesoura
• 4 Massas de 50g cada,
• 1 Cronômetro,
• 1 Fita métrica
• 1 Balança
• Materiais para anotações.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Em 09 de setembro de 2016, no laboratório de física do campus I, foi realizado o experimento de pêndulo simples. Tal experimento começou com a montagem do mecanismo a ser estudado. Montamos o suporte (fig. 1), onde o peso (m) foi amarrado em uma das extremidades da linha (L) ficando assim pendurado. A massa foi afastada do ponto de equilíbrio e abandonada em seguida. A mesma fez oscilações repetitivas de vai e volta.

Vimos então a necessidade de utilizar um gancho metálico para equilibrar a massa uma vez que esta pendia para lados opostos. O peso do gancho foi de 7 g sendo este incorporado à massa.

Utilizamos comprimentos de fio e pesos diferentes, como mostra as tabelas 1 e 2. Marcamos o período (T) com um cronômetro para um ciclo de dez oscilações e repetimos quatro vezes.

Iniciamos o experimento com o comprimento (L) de 10cm e peso de 107g.

Ficou claro que ao repetirmos os movimentos, obtivemos valores diferentes para cada período, o que gera a incerteza. Portanto somamos os quatro valores encontrados e tiramos uma média para melhor representar o resultado.

O mesmo procedimento foi repetido para o comprimento (L) de 20 e 30cm.

Posteriormente repetiu-se o mesmo procedimento apenas para a massa de 207g conforme tabela (tabela 2). 

Podemos calcular o período (T) do movimento através da seguinte equação:[pic 3]

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CÁLCULO

Cálculo referente a tabela 1 para peso de 107g.

L = 10cm        g=(2/T)2 x    10   →  g=(10,295)2 .0,10 → g=105,987 x 0,10 → g=10,6[pic 4]                                            0,61

L = 20cm        g=(2/T)2 x    20   →  g=(8,373)2 .0,20 → g=70,112 x 0,20 → g=14,02[pic 5]                                            0,75

L = 30cm        g=(2/T)2 x    30    →  g=(6,28)2 .0,30 → g=39,44 x 0,30 → g=11,83[pic 6]                                              0,10

Cálculo referente a tabela 2 para peso de 207g.

L = 10cm       g=(2/T)2 x    10    →  g=(10,129)2 .0,10 → g=102,597 x 0,10 → g=10,26[pic 7]                                             0,62

L = 20cm        g=(2/T)2 x     20   → g=(8,156)2 .0,20 → g=66,520 x 0,20 → g=13,30[pic 8]                                                   0,77

L = 30cm   g=(2/T)2 x     30       → g=(6,343)2 .0,30 → g=40,234 x 0,30 → g=12,07[pic 9]                                               0,99

 RESULTADOS

Deve-se levar em conta, as pequenas variações nas medidas e período, pois o pêndulo sofre influência de diversos fatores, que estão fora do nosso controle:

• Ar-condicionado.
• Atrito (resistência do ar).
• Gancho.
• O mecanismo de acionamento do cronômetro sendo manual, não é instantâneo devido à mecânica de funcionamento do mesmo e o reflexo humano não ser instantâneo, ou seja, leva um certo intervalo de tempo para o experimentador perceber a passagem do pêndulo pelo ponto desejado e reagir ao acionar o acionador/interruptor do cronômetro.
•  as escalas dos instrumentos de medidas como a exatidão do comprimento da linha. O erro embutido nos instrumentos de medidas, nas suas respectivas precisões e exatidão induzem a erro.

Diante de todos esses fatores, fica claro que ao repetirmos a medida do período de oscilação do pêndulo, iremos obter sempre valores diferentes.

O estudo do pêndulo levou o a conclusão que a duração do movimento pendular não é afetada pelo peso do corpo suspenso, mas, pelo comprimento da linha que o suspende.