Pendulo Simples

SUMÁRIO

1) INTRODUÇÃO 4

2) OBJETIVOS 5

3) MATERIAL E MÉTODOS 6

4) PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 7

5) RESULTADOS E DISCUSSÕES 8

5.1. PÊNDULO SIMPLES 8

5.1.1. Medida da aceleração da gravidade 9

5.1.2. Relação entre período e freqüência 9

5.1.3. Aceleração da gravidade 9

5.2. MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES 10

5.2.1. Funções do movimento harmônico simples 10

5.3. COLETA DOS DADOS 11

6) CONCLUSÃO 12

7) REFERÊNCIAS 13

1 INTRODUÇÃO

Um pêndulo simples consiste de um fio leve e inextensível de comprimento L, tendo a extremidade inferior, por exemplo, uma esfera de massa m, a extremidade superior é fixada em um ponto, tal que, ele possa oscilar livremente com amplitudes pequenas (EDUCAR).

Um pêndulo simples é um corpo ideal que consiste de uma partícula suspensa por um fio inextensível e de massa desprezível. Quando afastado de sua posição de equilíbrio e solto, o pêndulo oscilará em um plano vertical sob à ação da gravidade; o movimento é periódico e oscilatório, sendo assim podemos determinar o período do movimento.(PRATAVIEIRA, Manoel Batista)

Quando o pêndulo é deslocado de sua posição de equilíbrio, ele oscila sob a ação da força peso apresentando um movimento periódico. A força centrípeta que mantém o pêndulo na trajetória de um arco circular é a resultante da força de tração, T, que o fio exerce, e da componente de força peso na direção do raio (FÍSICA NET).

O pêndulo simples ideal realiza as suas oscilações no vácuo com amplitude não superior a 15°. Se o pêndulo for solto em uma posição fora do equilíbrio ele irá oscilar por ação de uma força restauradora (FÍSICA NET).

Qualquer movimento que se repete em intervalos regulares é chamado periódico ou harmônico. Este é uma função senoidal em do tempo, além de ser executado por uma partícula sujeita a uma força proporcional ao deslocamento da partícula, mas com sinal oposto, denominado movimento harmônico simples (MHS) (HALLIDAY, 2006).

Sendo assim, este trabalho trata do estudo do pêndulo simples, envolvendo cálculos da gravidade local e dos períodos de oscilação e execução da construção do mesmo.

2 OBJETIVOS

• Identificar o sistema como pêndulo simples;

• Observar a relação do período de oscilação do pêndulo com as variáveis do experimento;

• Entender a equação da gravidade teórica em um ponto da superfície do planeta;

• Utilizar o sistema de pêndulo simples para o cálculo da gravidade local;

• Cálculo de erros (absoluto e relativo) tendo como valor verdadeiro o valor da gravidade teórica de Toledo-PR.;

• Montar um sistema de pêndulo simples;

• Cálculo de erros de medidas;

3 MATERIAL E MÉTODOS

- Base e suporte para o pêndulo;

- Fio inextensível (barbante);

- Massa cilíndrica (bola de gude);

- Escala;

- Cronômetro;

- Esquadro;

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

- Primeiramente foi fixado 20 cm para um comprimento inicial entre o ponto fixo do pêndulo e o centro de massa do corpo de prova;

- O pêndulo foi colocado para oscilar em um ângulo de oscilação menor que 10° e medido o tempo de 10 oscilações;

- O item anterior foi repetido utilizando-se os comprimentos de 30, 40 e 50 cm, sendo este procedimento repetido 3 vezes para cada comprimento do fio e feito uma média utilizando os critérios de arredondamento;

- O período de oscilação foi obtido para cada caso;

- Foi calculada a gravidade experimental para cada caso e feita uma média também utilizando os critérios de arredondamento;

- Para finalizar foram calculados o erro absoluto e o erro relativo.

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1. PÊNDULO SIMPLES

Um pêndulo simples é definido como uma partícula de massa m suspensa do ponto O por um fio inextensível de comprimento (L) l e de massa desprezível. Se a partícula é deslocada da posição q0 (ângulo que faz o fio com a vertical) e logo é solta, o pêndulo começa a oscilar. (GARCÍA, Ángel Franco)

Figura 1 – Pêndulo Simples, as forças que atuam sobre a esfera

Fonte: www.sc.ehu.es/sbweb/fisica

O pêndulo descreve uma trajetória circular, um arco de uma circunferência de raio l. (GARCÍA, Ángel Franco).

As forças que atuam sobre a partícula de massa m são, o peso (mg) e a tensão (t) no fio.

O período de oscilação, T, é o tempo necessário para a massa passar duas vezes consecutivas pelo mesmo ponto, movendo-se na mesma direção, isto é, o tempo que a massa leva para sair de um ponto e voltar ao mesmo ponto percorrendo o mesmo arco. O pêndulo descreve uma trajetória circular, um arco de circunferência de raio L (MUKAI e FERNANDES).

Para pequenas amplitudes, a partícula descreve um MHS (UFMS).

5.1.1. Medida da aceleração da gravidade

Quando