O Pêndulo Simples

Páginas: 7 (1585 palavras) Publicado: 26 de outubro de 2013

O Pêndulo Simples
Nicholas Ribeiro
Física Ondas e Calor
Universidade Salvador



Resumo. Este relatório refere-se às aulas práticas realizadas nos dias 18 e 25/03 no laboratório de física do PA6, da disciplina Física Ondas e Calor, ministrada pelo docente Luiz Carlos. Nestas atividades, foram realizados diversos experimentos e construídos gráficos e tabelas como auxílio para a melhorvisualização dos conceitos a fim de comprovar a veracidade das quatro leis do Pêndulo simples: a lei do isocronismo, a lei das massas e das substâncias, a lei dos comprimentos e a lei da aceleração gravitacional.

Palavras chave: física ondas e calor, experimentos, leis, pêndulo simples



Introdução
Os experimentos realizados nestes dois dias de aula prática foram relacionados ao pêndulosimples, um sistema que consiste de um corpo puntiforme de massa “m”, suspenso por um fio de comprimento “L”, que para nossos estudos, deve ser considerado inextensível e ter massa desprezível, que oscila em torno de um eixo central a partir da extremidade fixa do fio. Para que este sistema seja considerado um MHS, a força restauradora F, força que tende a levar o sistema de volta ao equilíbrio,deve ser proporcional à distância x percorrida pelo corpo, que neste caso, é um arco de circunferência. A força restauradora será dada pela componente tangencial da força peso:

Como para pequenas oscilações, o ângulo θ é aproximadamente igual a senθ, pode-se reescrever:

Também pode-se utilizar a expressão para o comprimento do arco de circunferência

e substituí-la na expressão principal, afim de encontrar uma expressão semelhante à do MHS para um sistema massa-mola:


Também tem-se:



Onde ω é a frequência angular, f é a frequência e T é o período.
Através destas equações, pode-se facilmente perceber a constatação das leis do pêndulo simples, que são:
- Lei do isocronismo: diz que oscilações de pequenas amplitudes possuem a mesma duração, ou mesmo período.
- Lei dasmassas e das substâncias pendulares: diz que o período e consequentemente a frequência independem da massa e da substância que constitui o corpo.
- Lei do comprimento: diz que o período é diretamente proporcional à raiz quadrada do comprimento L do fio enquanto que a frequência é inversamente proporcional.
- Lei da aceleração gravitacional: diz que o período é inversamente proporcional à raizquadrada da aceleração gravitacional local enquanto que a frequência é diretamente proporcional.
Estas leis, juntamente com as equações anteriormente descritas, nos mostram que tanto a massa do corpo oscilante quanto a sua amplitude não interferem na frequência angular, na frequência e nem no período do sistema e que, com suas equações, é possível se calcular a aceleração da gravidade no local.Lembrando sempre que as mesmas só valem para pequenas oscilações.
Procedimento Experimental
-Materiais necessários
1- 01 Sistema de Sustentação principal com tripé, sapatas niveladoras, haste, painel Arete com variação contínua de L;
2- 02 Massas pendulares de mesmo volume e massas diferentes;
3- 01 Escala milimetrada (trena, ou régua);
4- 01 Cronômetro (no caso do experimento não ser assistido porcomputador);
5- Calculadora.
-Montagem
Executamos a montagem do sistema como mostra a Figura 1, posicionando o fio pendular na espera correspondente.

-Andamento

Parte I

A lei do isocronismo

Para a realização deste experimento, ajustamos o comprimento do fio L para 0,25m girando o manípulo do sistema elevador. Esta medida deve ser tomada entre o ponto de suspensão fixo e o centro degravidade das massas.
Deslocamos então o pêndulo 0,01m da posição inicial de equilíbrio e observamos o acontecido tomando o intervalo de tempo que o sistema levava para executar uma oscilação, conhecido como período. Repetimos o procedimento por três vezes, sempre anotando os resultados e ao final, comparando com os anteriores.
Posteriormente, adotamos o método de determinar o intervalo de...
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