Pêndulo Simples

OBJETIVOS

Ao término das atividades somos capazes de:

PÊNDULO SIMPLES

Descrever o que ocorre quando o pêndulo é deslocado da sua posição de equilíbrio e então solto; medir o tempo médio de uma oscilação completa (período);

Medir o período de oscilação do pêndulo contra o deslocamento; medir o período de oscilação do pêndulo com diferentes massas;

Medir o período de oscilação do pêndulo com diferentes massas;

Medir o período de oscilação do pêndulo com diferentes comprimentos;

Construir o gráfico tempo de oscilação contra o comprimento do pêndulo;

Interpretar os gráficos e tabelasobtidas; verificar fatores que influem no período do pêndulo.

LEI DE HOOKE

Interpretar um gráfico, Força deformante X elongação;

Enunciar aLei de Hooke;

Concluir sobre a validade da Lei de Hooke;

Utilizar o conhecimento da Lei de Hooke para descrever o funcionamento de um dinamômetro.

INTRODUÇÃO

REFERÊNCIAL BIBLIOGRÁFICO

PROCEDIMENTO:

Pêndulo simples

Regularizamos o comprimento do pêndulo para 1 m, deslocamos o pêndulo na posição de equilíbrio para uma amplitude de aproximadamente 10 cm e abandonamo-os.

Observamos e descrevemos o que ocorreu.

Usando um cronômetro meçamos o tempo que o pêndulo levou para uma oscilação completa (ponto de onde saiu e retorna), anotamos. Repetimos 6 vezes esta medida.

1 – 01:51 4 – 1:49

2 – 1:31 5 -1:31

3 – 1:62 6 – 1:49

Tabela 1

O valor é o mesmo nas seis vezes? Explique o motivo.

Não, pode ser pela precisão e pela resistência do ar.

Agora, meça o tempo que o pêndulo, nesta posição, leva para oscilar 20 vezes e determine o tempo médio de uma oscilação completa, também chamado período e representado por(T).

30 segundos e 96 milésimos

39,96 = 1,99s

20

Observação: A unidade de medida do período é o segundo (s).

Por que é recomendado se fazer este tipo de medida?

Porque fazemos a média, o resultado das oscilações serão mais exatas.

Determine a freqüência de oscilação deste pêndulo (número de oscilações completas realizadas em 1 segundo pelo móvel e representado por(f)).

f (Frequência: número de oscilações na unidade de tempo).

20 ou 1= 0,5 Hz

39,96 1,99

Observação: A unidade de freqüência é o Hertz (Hz); 1 Hz = 1 s –1

Desloque o pêndulo em 5, 10, 15, 20 e 25 cm da posição de equilíbrio, solte-o e, para cada caso, anote o tempo gasto em 5 oscilações completas.

Preenchemos a tabela abaixo com os dados obtidos.

Deslocamento

(cm) Tempo de 5 Oscilações (s) Período

(s) Freqüência

(Hz)

1 5 9,54 1,908s 0,5

2 10 9,63 1,926s 0,5

3 15 9,45 1,89s 0,5

4 20 9,81 1,962s 0,5

5 25 9,68 1,936s 0,5

Tabela 2

A partir dos valores tabelados, construa o gráfico do período contra o deslocamento (T x 1) deste pêndulo. O que se pode dizer a respeito deste gráfico.

Mesmo com distância maior, o deslocamento do pêndulo não influencia no período.

Construa o gráfico da freqüência contra o deslocamento (f x 1) deste pêndulo e tire conclusões.

O deslocamento não interfere também na frequência.

Com o prumo de menor massa, desloque o pêndulo emeça o tempo para 5 oscilações completas. Troque o prumo pelo de maior massa e refaça as medida, anotando os dados obtidos na tabela abaixo.

Massa do Pêndulo Tempo de 5 Oscilações (s) Período

(s) Freqüência

(Hz)

1 m 9,72 1,944 0,5

2 M 9,94 1,988 0,5

Tabela 3

Utilizando os dados da tabela, o que você conclui a respeito do período e da freqüência de um pêndulo (com comprimento fixo) quando variamos a sua massa oscilante? Explique.

A massa também não interfere na frequência e no período.

O que ocorre com o período de um pêndulo quando variamos o seu comprimento? Para responder a esta pergunta você irá variar o comprimento do pêndulo de mais ou menos 10 cm,