Experimento Pêndulo Simples e Físico

Páginas: 5 (1048 palavras) Publicado: 5 de novembro de 2013
Universidade de Brasília
Física 2 Experimental - 02/2012 – Turma O – Grupo 03
Experimento – Pêndulo
23/11/2012 – 30/11/2012
Participantes:
Matheus Rodrigues Cunha
Pedro Henrique Gonçalves
Teresa Alice Alves e Silva

12/0019078
12/0020416
11/0152255

Introdução
Um pêndulo consiste em um objeto que oscila em torno de um eixo fixo. O
movimento oscilatório do pêndulo é chamado demovimento harmônico simples cuja
aceleração e força resultante são proporcionais e contrárias ao movimento do objeto em
questão. A força resultante será chamada de força de restauração que age em oposição
ao movimento de forma a retornar o objeto ao seu ponto de equilíbrio (no caso do
pêndulo
.
Um pêndulo simples é composto por uma haste (ou um fio) possuindo em sua
extremidade um objeto demassa m. O pêndulo estará fixado em um ponto tal que a
distância entre seu eixo e a massa será L.
Já um pêndulo físico não possuirá distribuição uniforme da sua massa, fazendo
com que devamos considerar os conceitos de centro de massa e momento de inércia.

Figura 1 - Trigonometria de um pêndulo. (Fonte: Wikipédia)

Objetivo
Analisar o movimento oscilatório de um pêndulo real.
Materiais







Pêndulo físico com duas massas acoplado a sensor de ângulo;
Placa de aquisição de dados DrDaq (Pico Technology);
Software de aquisição de dados DrDaq;
Computador;
Balança de precisão (0,1g);
Trena 5m Vondere (Precisão 0,5mm);
Duas massas, uma móvel a uma fixa.

Procedimentos
Inicialmente, verificou-se se o cursor angular móvel estava exatamente na
posição de 90º(pêndulo na vertical) que será considerado o ângulo zero. Em seguida, o
sensor angular foi calibrado no software DrDaq em duas posições de 45º e -45º para se
definir a escala angular. Definiu-se que as leituras serão feitas pelo software num
intervalo de 0.05s durante 10s. Assim, foi colocada uma das massas na extremidade da
haste do pêndulo e o mesmo foi colocado para oscilar até uma amplitudepróxima de
45º. Foi iniciada uma aquisição de dados pelo software e foram obtidos os valores da
amplitude e período correspondente em vários momentos diferentes até a amplitude
ficar menor que 5º. Os dados obtidos foram representados graficamente (Figura 3).
Repetiu-se os procedimentos acima levantando a massa cerca de 5 cm até que a mesma
ficasse o mais próximo possível do eixo de giro. Os dadosobtidos foram representados
graficamente (Figura 4). Após a representação dos dados, foi adicionada uma segunda
massa à haste de forma que uma se encontrasse na extremidade (distância máxima) e a
outra massa foi colocada na haste de forma que sua posição pudesse ser mudada.
Primeiramente colocou-se a massa em questão na posição com menor distância possível
(grudada ao eixo) e movida cerca de 5cm várias vezes, até o ponto onde a distância é
máxima. Para cada distância, os procedimentos foram medidos cerca de três vezes e
após os cálculos das melhores estimativas, adicionados na Tabela 1 e representados
graficamente pela Figura 5.

Resultados e Analise
Os resultados obtidos com uma
única massa presa à haste foram
representados num gráfico de período em
função do seno gerado peloprograma
QtiPlot.

Figura 2 – Obtenção de dados pelo DrDAQ

Figura 3 - Dados pêndulo simples com uma massa.

É possível notar pela Figura 3 que quanto maior o ângulo de oscilação, maior o
período. No gráfico acima, a maior amplitude foi de 49 graus, cuja obteve o maior
período. Os parâmetros da regressão linear do gráfico obtidos foram: A = 0,50724 e B
1,8754. Fazendo a divisão A/Bobtemos a seguinte razão:

Após adicionar uma massa à haste, foi medida a distância do centro de massa do
peso e o eixo de sustentação obtida foi:
Os dados obtidos para o período de acordo com a variação da distância L foram
representados em um gráfico de período em função da distância gerado pelo programa
QtiPlot.

Figura 4 - Período em relação à mudança da posição

Pode-se notar...
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