380238310141

Objetivo:
Estudo de um pêndulo físico para determinação do momento de inércia em relação ao seu centro de massa e do período de oscilação para comparação do valor calculado com o valor obtido na primeira parte.

Introdução:

Qualquer corpo rígido suspenso de forma que possa oscilar em um plano vertical em torno de um eixo que passe pelo corpo é denominado pêndulo físico ou pêndulo composto
A expressão Pêndulo Físico (ou Pêndulo Composto), portanto, designa um sistema que não necessariamente tem sua massa concentrada em uma das extremidades. De fato um Pêndulo Físico pode ser qualquer corpo rígido ao qual se dê a capacidade de oscilar em tono de um eixo fixo.
Para um Pêndulo Físico, o período (T) de oscilação para pequenas amplitudes angulares * pode ser satisfatoriamente calculado pela expressão a seguir:

Onde I é o momento de inércia do pêndulo em torno do eixo, m é sua massa, g a aceleração gravitacional local e R é a distância entre o eixo de rotação e o centro de gravidade do pêndulo.

* para amplitudes angulares inferiores a 7,5º expressão acima fornece o período de oscilação de um pêndulo simples com erro inferior a 0,5 %.

Denomina-se Pêndulo Simples ao modelo que consiste em um fio (ou haste) de massa desprezível tendo em uma das extremidades um elemento de massa enquanto a outra extremidade do fio (ou haste) é fixa permitindo-lhe apenas a rotação em torno de um eixo fixo (com um único grau de liberdade). A característica marcante de um Pêndulo Simples é ter praticamente toda a massa concentrada em uma das extremidades.

Naturalmente a expressão para o Pêndulo Físico se iguala à do Pêndulo Simples fazendo I = m.L2 e R = L (pois para o modelo de pêndulo simples a massa está toda concentrada na extremidade livre).

Momento de inércia e período de oscilação

O conceito de momento de inércia, I, é fundamental na análise de movimentos de rotação de um corpo em torno de um eixo, e amplamente utilizado nas análises dos pêndulos físicos e de