Fisica

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Nome do Experimento: Aceleração da Gravidade

Objetivos: Determinar experimentalmente a aceleração da gravidade usando o pêndulo simples.

Introdução teórica:

Aceleração da gravidade:
• A aceleração gravitacional é, basicamente, a aceleração na qual um corpo de determinada massa fica submetido por algum outro corpo de massa extremamente maior (planeta, lua, estrela – dado o alto valordas massas desses corpos). Sendo assim, a aceleração da gravidade pode ser definida como o aumento gradativo da velocidade, a cada instante de tempo, que um corpo sofre caso estivesse em queda livre (liberado de um ponto mais alto, a partir do repouso). Neste último caso, apesar de ser considerada constante, aceleração gravitacional vai variar conforme o movimento do corpo aconteça

Cálculo daAceleração Gravitacional
• A Lei da Gravitação Universal (teorizada por Isaac Newton) diz que todos os corpos (obviamente, possuindo massa) atraem-se mutuamente. E, essa força de atração é proporcional às massas dos corpos envolvidos e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa:

Onde F = força de atração entre os corpos; m1 = massa do primeiro corpo; m2 = massa do segundocorpo; r = vetor posição que representa a distância entre os dois corpos; G = constante universal da gravitação.
Da segunda Lei de Newton: F = m1.A, onde m1 = massa de um corpo qualquer. Sendo A uma constante (de aceleração) calculada a partir de m2 (na fórmula abaixo, representado por m), pois a massa de um astro (como a Terra) não varia significativamente no tempo.
Ocorrência da Força-Peso
•A força-padrão que qualquer corpo mássico está submetido é o peso. Este nada mais é do que a força com que um corpo de dimensões astronômicas atrai outro corpo de dimensões menores. Sendo esta força-peso apenas dependente da constante A e do corpo, para um dado astro comum: como a Terra ou a Lua. Da segunda Lei de Newton: F = m1.A,
Sendo, F = P (peso), m1 = massa do corpo, e A = g (aceleraçãogravitacional levando em consideração apenas a massa do astro comum, uma vez que seu valor pode ser aplicado para qualquer corpo atraído por ele):
P = m.g

Variações da Aceleração Gravitacional na Terra
g assume diferentes valores para cada ponto na superfície terrestre. Isso porque quanto mais alto estiver um corpo em relação ao centro de massa da Terra (variando a altitude), menor ovalor de A, e conseqüentemente de g (A = g).
Além disso, quanto mais extremo ao globo (variando a latitude), mais o corpo fica submetido à força centrífuga de sentido contrário à força de atração gravitacional, por causa do movimento rotacional da Terra. Como também, pela forma não-esférica do planeta – elíptica-, objetos mais próximos ao equador são atraídos com intensidade menor do que os objetoslocalizados nos pólos.
Para uma dada altitude ao nível do mar, g assume o seguinte valor:
g = 9,780327 (1 + 5,3204.10-3sen²θ – 5,8.10-6sen²2θ)

Para uma altitude diferente da do nível do mar:
g = 9,780327 (1 + 5,3204.10-3sen²θ – 5,8.10-6sen²2θ) – 3,086.10-6H

Sendo:
g = aceleração gravitacional local (em m.s-²)
senθ = seno do ângulo correspondente à latitude (em graus)
H = altura emrelação ao nível do mar (em m)

pêndulo simples :

É um instrumento ou uma montagem que consiste num objeto que oscila em torno de um ponto fixo.

• O braço executa movimentos alternados em torno da posição central, chamada posição de equilíbrio
• O pêndulo é muito utilizado em estudos da força peso e do movimento oscilatório.

A descoberta da periodicidade domovimento pendular foifeita por Galileu Galilei.
O movimento de um pêndulo simples envolve basicamente uma grandeza chamada period, simbolizada por T ): é o intervalo de tempo que o objeto leva para percorrer toda a trajetória (ou seja, retornar a sua posição original de lançamento, uma vez que o movimento pendular é periódico). Derivada dessa grandeza, existe a frequência (f ), numericamente igual ao inverso do...
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