relatorio fisica 2

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO ESPÍRITO SANTO

AULA PRÁTICA DE FÍSICA

2013OBJETIVOS

Verificação das leis do pêndulo para cálculo do campo gravitacional do laboratório.
Determinação do empuxo, peso aparente e massa específica de um objeto, sendo assim, possível determinar o material de que este é feito.
Encontrar a frequência utilizada relacionando-a com a velocidade e comprimento de onda calculado.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Experimento 1 – Pêndulo Simples
Um pêndulo simples consiste em um objeto de massa m presa na extremidade superior de um fio ideal de comprimento L, fixada verticalmente na sua extremidade superior.
Quando deslocamos o objeto da posição de repouso e a soltamos, o pêndulo realiza oscilações. As forças que atuam sobre o pêndulo são a tensão T com o fio e o peso P da massa m (desconsiderando a resistência do ar). Desta forma:

Como a partícula descreve um arco de circunferência, a resultante das forças ao longo da direção definida pelo fio atua como força centrípeta Fc e, por isso, deve ter o mesmo sentido que a tensão T.
A componente da força Peso, que é dado por P.cosθ, se anulará com a força de Tensão do fio, sendo assim, a única causa do movimento oscilatório é a P.senθ. Então:

No entanto, o ângulo θ é dado pelo quociente do arco descrito pelo ângulo, que no movimento oscilatório de um pêndulo é x, e o raio de aplicação do mesmo, no caso, dado por ℓ, assim:

Onde ao substituirmos em F:

Assim é possível concluir que o movimento de um pêndulo simples não descreve um MHS, já que a força não é proporcional à elongação e sim ao seno dela. No entanto, para ângulos pequenos,, o valor do seno do ângulo é aproximadamente igual a este ângulo.
Então, ao considerarmos os casos de pequenos ângulos de oscilação:

Como P=mg, e m, g e ℓ são constantes neste sistema, podemos considerar que:

Então, reescrevemos a força restauradora do sistema como:

Sendo assim, a análise