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Relatório sober experimento virtual sobre pêndulo simples.
Tipologia: Provas
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Professor: José Luís Equipe: Anny Rodrigues André Ferraioli Claudio Cardins Gilmar Neves Otacilio Dias Belém-
Introdução: Este relatório foi desenvolvido com base em experimentos realizados com o auxilio de um software de laboratório virtual desenvolvido por professores da Universidade Federal do Pará. O software conta com ferramentas para a realização de experimentos dentre os quais está o apresentado neste relatório: Pêndulo Simples. Um pêndulo simples é um sistema 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. A figura exemplifica o sistema de Pêndulo Simples de comprimento L , sendo m a massa da partícula. No instante mostrado, o fio faz um ângulo q com a vertical. As forças que atuam em m são o peso m.g e a tração da corda T. O movimento será em torno de um arco de círculo de raio L ; por isto, escolheremos um referencial em que um dos eixos seja radial e o outro tangente ao círculo. O peso m.g pode ser decomposto numa componente radial de módulo m.g.cos Θ e numa componente tangencial m.g.sen Θ. A componente radial da resultante é a força centrípeta que mantém a partícula na trajetória circular. A componente tangencial é a força restauradora onde o sinal negativo indica que F se opõe ao aumento de Θ. Note que a força restauradora não é proporcional ao deslocamento angular Θ e sim a sen Θ
. O movimento portanto não é harmônico simples. Entretanto, se o ângulo Θ for suficientemente pequeno, sen Θ será aproximadamente igual a Θ em radianos, com diferença cerca de 0,1% e o deslocamento ao longo do arco será x = L. Θ e, para ângulos pequenos, ele será aproximadamente retilíneo. Por isto, supondo sen Θ ≈ Θ , Obteremos: F = - m.g. Θ = - m.g. (x/L) = - (m.g/L).x Para pequenos deslocamentos, a força restauradora é proporcional ao deslocamento e tem o sentido oposto. Esta é exatamente a condição para se ter movimento harmônico simples e, de
Após o experimento ,foi calculado o valor teórico de todos os períodos para posterior análise e comparação dos resultados com o calculo do desvio absoluto e do erro relativo. Os dados obtidos foram colocados na tabela abaixo. L(m) Valor Teórico Valor Experimental Desvio Absoluto Erro Relativo 0,3 1,09 1,09 0,00 0,00% 0,45 1,35 1,32 0,03 2,22% 0,6 1,55 1,53 0,02 1,29% 0,75 1,74 1,71 0,03 1,72% 0,9 1,9 1,88 0,02 1,05% 1,05 2,06 2,05 0,01 0,48% 1,2 2,20 2,17 0,03 1,36% 1,35 2,33 2,29 0,04 1,72% Tratamento de Dados:
Referencias Bibliográficas: http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2001/pendulo/PenduloSimples_HTML.htm www.fisica.net/.../mhs_movimento_harmonico_simples.pdf
