Relatório de fisica - Colisões

Relatório 3 – Pêndulo Simples e Movimento Harmônico

Aluna: Evely Elen de Sousa

Universidade Federal de Pernambuco

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Recife, Pernambuco, 21/10/2016

Introdução

O pêndulo simples consiste de uma partícula de massa m suspensa por um fio sem massa e inextensível de comprimento L. Afastada da posição de equilíbrio, sobre a linha vertical que passa pelo ponto de suspensão, e abandonada, a partícula oscila. Para pequenas amplitudes, a partícula descreve aproximadamente um MHS. Ignorando a resistência do ar, as forças que atuam sobre a partícula são a força peso (mg), exercida pela Terra, e a tensão (T), exercida pelo fio. A força de tensão não é cancelada pela componente do peso ao longo do fio. A resultante ao longo do fio faz o papel de força centrípeta.

OBJETIVOS

Neste experimento o objetivo é compreender o conceito de movimento harmônico através da observação do movimento de um pêndulo com amplitude angular baixa. Estudaremos também a processos de medição que contém fonte de erros aleatórios, caracterizados através de histogramas.

MATERIAIS UTILIZADOS

• Cronômetro,
• Peça de alumínio,
• Linha,
• Trena,
• Suporte com regulagem de altura (cabuetas),
• LapTop.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Parte 1

Montou-se o aparato para os experimentos, e em seguida prendeu-se a extremidade do fio de 50 cm livre, um peso. Fez-se o experimento oscilando o pêndulo 30 vezes a partir de 50 cm, e anotou-se na tabela o tempo de cada oscilação. Calculou-se o período médio e anotou-se na tabela.

Tempo em segundos das oscilações individuais
1,38s	1,46s
1,43s	1,43s
1,38s	1,50s
1,36s	1,44s
1,51s	1,43s
1,41s	1,50s
1,40s	1,50s
1,36s	1,47s
1,46s	1,44s
1,43s	1,47s
1,36s	1,47s
1,41s	1,53s
1,46s	1,44s
1,42s	1,41s
1,41s	1,34s

Parte 2

Utilizou-se o mesmo pendulo do experimento anterior. Calculou-se o período e anotou-se na tabela. Fez-se o experimento, e dessa vez medindo o tempo de 10 oscilações da massa, para cada medida de tempo. Calculou-se o período médio e anotou-se na tabela.

Tempo em segundos de 10 oscilações consecutivas
14,19s	14,19s
14,28s	14,12s
14,25s	14,32s
14,19s	14,28s
14,29s	14,03s

Parte 3

Com a ajuda do software LabCam, foram feitas medidas para saber o período de oscilação. Escolhendo a opção Cinemática foi seguida as instruções do professor para prosseguir com o programa.

Resultados e discussão

Utilizando uma balança, foram medidas as massas da esfera alvo e do projétil e assim, obtemos os seguintes resultados:

• Massa do projétil: 28,09 ± 0,01g.
• Massa da esfera alvo: 7,09 ± 0,01g.

Fixamos a folha de papel na mesa e prosseguimos com a experiência. Executamos um lançamento do projétil sem colisão e medimos as distâncias x obtendo como resultado:

X0	Y0	X0	Y0
30,3	-0,1	31,6	-0,2
31,5	0,2	31,6	-0,2
31,5	-0,3	31,5	-0,2
31,5	-0,2	31,6	-0,2
32,0	-0,1	31,5	0,2

Os dados de cima ajudam a determinar o ponto médio (X0, Y0), a calcular o desvio padrão (σ x0) e desvio padrão médio (σ ).

0>	σ x0	σ
0,315 m	0,004 m	0,002 m
0>	σ
-0,002 m	0,001	0,001 m

Resultados das médias e suas incertezas:

X0: 0,315 ± 0,002

Y0: -0,002 ± 0,001

Em seguida foi determinada a velocidade com que a bolinha deixa a base da rampa:

H0: 26 cm ± 0,005

Para obter a expressão para o tempo t0 de duração de queda livre em função de h0 e da magnitude da aceleração da gravidade g.