Pendulo Simples

Título: Pêndulo Simples

 Objetivo

O objetivo deste relatório é apresentar os dados e resultados referentes ao experimento realizado no laboratório de física no dia 01/09/2014, cuja finalidade era utilizar o pêndulo simples para determinar a aceleração da gravidade.

 Introdução

Um pêndulo é um sistema composto por uma massa acoplada a um pivô que permite sua movimentação livremente, massa esta que fica sujeita à força restauradora causada pela gravidade. Existem inúmeros pêndulos que se caracterizaram por ser um objeto de fácil previsão de movimentos e que possibilitou inúmeros avanços tecnológicos. Alguns deles são os pêndulos físicos, de torção, cônicos, de Foucalt, duplos, espirais, de Karter e invertidos. O modelo mais simples, e utilizado em nosso experimento foi o Pêndulo Simples.

Este pêndulo consiste em uma massa presa a um fio flexível e inextensível por uma de suas extremidades e livre por outra, representado da seguinte forma:

Quando se afasta a massa da posição de repouso e a solta, o pêndulo realiza oscilações. Ao ser desconsiderada a resistência do ar, as únicas forças que atuam sobre o pêndulo são a tensão com o fio e o peso da massa m. Desta forma:

A componente da força Peso que é dado por P.cosθ se anulará com a força de Tensão do fio, sendo assim, a única causa do movimento oscilatório é a P.senθ. Então:

No entanto, o ângulo θ, expresso em radianos que por definição é dado pelo quociente do arco descrito pelo ângulo, que no movimento oscilatório de um pêndulo é x e o raio de aplicação do mesmo, no caso, dado por ℓ, assim:

Onde ao substituirmos em F:

Assim é possível concluir que o movimento de um pêndulo simples não descreve um MHS, já que a força não é proporcional à elongação e sim ao seno dela. No entanto, para ângulos pequenos, Ф < 15 º, o valor do seno do ângulo é aproximadamente igual a este ângulo.

Sendo assim, a análise de um pêndulo simples nos mostra que, para pequenas oscilações, um pêndulo simples descreve um MHS (Movimento harmônico simples).

 Material Utilizado

 Duas amostras – Massa de aço e massa de alumínio

 Trena de medição

 Cronômetro

 Fio de nylon

 Fixador que prende a amostra ao nylon formando o pêndulo (pivô)

 Procedimentos teóricos e experimentais

Para que a atividade fosse realizada, primeiramente selecionamos uma das amostras em questão para montarmos o pêndulo simples com o auxílio do