Fis exp 2 - experimento i - unb

EXPERIMENTO I

Oscilações: O Pêndulo (10/08/09 – 17/08/09)

Grupo 4:

Objetivos:

O experimento I (Pêndulo) tem como objetivo estudar os movimentos oscilatórios e sua caracterização matemática, por meio de um pêndulo simples e gráficos de computador.

Introdução Teórica:

Um pêndulo simples é caracterizado por um fio de comprimento L, leve e inextensível, preso em sua extremidade superior em um ponto fixo e que contenha em sua extremidade inferior uma massa m, permitindo sua oscilação. O movimento oscilatório acontece devido a uma força chamada força de restauração, que aponta para a posição de equilíbrio e cresce à medida que se afasta desta.

As forças que agem sobre a massa oscilante são a tensão do fio e o peso, que decomposto de em sua componente radial apresenta equação mg sen(. Como a componente tangencial é a própria força restauradora, e ela é contrária ao movimento, temos que F = - mg sen(.

As grandezas envolvidas no pêndulo são período, freqüência e velocidade angular. O período é definido como o tempo necessário para que a massa complete uma oscilação, e a freqüência é exatamente o inverso do período. Dado que o seno de um ângulo ( pequeno é aproximadamente o valor do próprio ângulo, em radianos, podemos considerar um movimento Harmônico Simples e tirar a relação

[pic] , em que T é o período, L é o comprimento do fio e g é a gravidade.

Procedimentos:

Para iniciar o experimento, calibrou-se o pêndulo com o sensor ligado ao computador em ângulos de -45° e +45° como referência (a precisão da leitura angular é de, aproximadamente, +- 1°).

Primeira Parte.

Com um dos pesos na ponta inferior do pêndulo, foi medido manualmente, com um cronômetro, o período para 10 oscilações completas (o tempo foi dividido por 10 posteriormente). Depois, realizamos a medição do período através da placa de aquisição de dados ligada ao computador, fazendo a montagem do respectivo gráfico no Grace. Após verificarmos a amplitude e o