Fisica experimental

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Instituto Federal de Ciência Tecnologia Educação do Sudeste de Minas Gerais – Campus Juiz de Fora
















Trabalho de Física Experimental
















Equipe: Luís Gustavo Duarte de Paula
Felipe e Souza de Almeida
Felipe Silveira Pereira
Vitor Simões Ribeiro
Natály T. S. Zatta
Prof°: André
Data: 09 de novembro de 2011
Disciplina: FísicaExperimental
Local: Campus Juiz de Fora, Bloco C, Laboratório I
Título: Estudos da Lei de Hooke e Pêndulo Simples

Objetivos:

Temos como objetivo neste trabalho, por análise de experiências realizados em laboratório, encontrar os valores aproximados da constante elástica “k” e valores da aceleração da gravidade “g”.
A pesquisa nos mostra com maior perícia, valores usados em cálculospara uma conclusão mais precisa do trabalho, além de adquirir maior conhecimento sobre os respectivos experimentos.
Um dos experimentos visa à análise experimental da Lei de Hooke através de molas e pesos em diversos modos de associação. Tal lei pode ser comprovada pela variação linear obtida das medições (distensão da mola) com o aumento dos pesos aferidos.
Já o experimento com o Pêndulo, tem porobjetivo calcular a amplitude de oscilação a fim de ser descoberta a aceleração da gravidade.






















Introdução:

Experimento com uma mola:
Considere uma mola vertical presa em sua extremidade superior. Aplicando-se a força F na extremidade inferior da mola, ela sofre a deformação x. Essa deformação é chamada elástica quando, retirada a força F, a molaretorna à mesma posição.
O cientista inglês Robert Hooke (1635 – 1703) estudou as deformações elásticas e chegou à seguinte conclusão: em regime de deformação elástica, a intensidade da força é proporcional à deformação. Isto é, se aplicarmos à mola anterior uma força 2F, obteremos uma deformação 2x, e assim sucessivamente, enquanto a deformação for elástica.
Se F é proporcional a x, podemosescrever:

Fx = kx

Nessa fórmula, k é uma constante de proporcionalidade característica da mola, chamada constante elástica da mola (unidade: N/m). A fórmula, F = kx , caracteriza a lei das deformações elásticas ou lei de Hooke.

Observando a figura abaixo podemos perceber o experimento de Hooke.


Experimento Pêndulo Simples:
O movimento harmônico simples é um movimento oscilatórioexecutado por uma partícula submetida a uma força restauradora proporcional ao deslocamento da partícula de sua posição de equilíbrio e de sinal contrário a este deslocamento. Dois elementos importantes no M.H.S. são o período de oscilação e a amplitude do movimento. O período é o tempo de uma oscilação completa de vai-e-vem da partícula e a amplitude é a distância máxima (ou o ângulo máximo) que apartícula se afasta de sua posição de equilíbrio. No M.H.S. o período independe da amplitude.
Idealmente, o pêndulo simples é definido como uma partícula suspensa por um fio sem peso. Na prática ele consiste de uma esfera de massa M suspensa por um fio cuja massa é desprezível em relação à da esfera e cujo comprimento L é muito maior que o raio da esfera.
A Figura acima mostra um pêndulo simplesafastado de um ângulo θ da vertical (posição de equilíbrio). As forças que atuam sobre a esfera são seu peso, mg, e a tensão na corda, T. Decompondo o peso ao longo do fio e da perpendicular a ele, vemos que o componente tangencial, (mg.sen θ) é a força restauradora do movimento oscilatório. Nestas condições, demonstra-se que o período de oscilação do pêndulo simples é dado por:
T = 2 π √ (L/g)
T =Período
L = Comprimento
g = Aceleração da Gravidade
A equação de período acima é válida para um pêndulo que tem toda sua massa concentrada na extremidade de sua suspensão e que oscila com pequenas amplitudes. Na prática, procura-se satisfazer essas condições usando-se uma esfera pesada (aço, chumbo), de pequeno raio, suspensa por um fio o mais leve possível e trabalhando com amplitudes...
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