Pendulo simples

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Departamento de Ciências Aplicadas - Física

Data: 29 / 11 / 2010 Curso: Eletrônica

Alunos: Matheus Carneiro nº 20
Rafael Neves nº 21

Turma: 9822 - G2 Profº.: Jonas

Pêndulo Simples

Salvador - BA

Experiência 01: Pêndulo simples1. Introdução

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.

Figura 1 – Esquema de forças e relações empêndulo simples.

Na figura ao lado temos:

L = comprimento do fio.
θ = ângulo formado entre a posição de equilíbrio e o ponto de máxima extensão, medido em radianos.
T = força tração no fio.P = força peso = m.g
= força restauradora.
m = massa pendular.
A componente, Px·, é a força restauradora do movimento oscilatório do pêndulo e sua intensidade é dada por:

Px ≅ P sen φ = mg sen φ[1]

Na Figura podemos observar que as componentes da força peso, p = mg, (px ortogonal do fio, py paralela ao fio) são dadas por :
Px = mg sin (φ0) ,
Py = mg cos (φ 0) .
Para pequenos ângulos θ0 menor que 1, podemos aproximar o sin (θ0) ≈ θ0 e o cos (θ0) ≈ 1 de forma que

Px ≈ mgθ0
Py ≈ MG

O período do movimento do pêndulo, para pequenos ângulos, será dado porT = 2[pic] (L / g )1/2 [2]

O período do movimento do pêndulo, para grandes angulos ângulos, será dado por
T = 2[pic] (L / g sen θ)1/2[3]

em que L é o comprimento do pêndulo, g é a aceleração da gravidade local. O que nos permite determinar a aceleração da gravidade apenas pela determinação do período T e do comprimento L do fio.

O Pêndulo Simples, através da equação acima, também fornece um método para medições do valor de g, a aceleração da gravidade. Podemos determinar L e T,usando equipamentos de um laboratório de ensino, obtendo precisão melhor do que 0,1%.

g = 4π² L / T ² [4]

Note que o período T, é independente da massa m, da partícula suspensa.

2. Objetivo
Os objetivos gerais são obterexperimentalmente a equação geral para o período de oscilação de um pêndulo simples, determinar a aceleração da gravidade local e verificar a independência da massa no período.

3. Materiais Utilizados

▪ Massa pendular;
▪ Fio de suspensão (barbante);
▪ Cronômetro;
▪ Transferidor;
4. Métodos e Procedimentos Experimentais
a. Utilizando uma régua milimetrada, mediu-se ocomprimento do barbante(L), que vai da ponta da haste do conjunto mecânico até o centro de massa do corpo metálico. No qual foi pedido no roteiro para ser 40 cm e foi amarrado um corpo metálico de massa de aproximadamente 600 g numa extremidade do barbante para a construção do pêndulo.

b. Após isso, foi pedido para determinar o período de oscilação do pendulo, no qual foi realizada 10...
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