Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas


Pendulo simples 2, Notas de aula de Engenharia Mecânica

UM MÉTODO SIMPLES E EFICIENTE PARA DETERMINAR Gravidade

Tipologia: Notas de aula

2013

Compartilhado em 18/10/2013

jose-cruz-7
jose-cruz-7 🇧🇷

4.8

(40)

177 documentos

1 / 4

Toggle sidebar

Esta página não é visível na pré-visualização

Não perca as partes importantes!

bg1
Cad. Cat. Ens. Fis., Florianópolis, 1(1): 26-29, dez 1984.
26
PÊNDULO SIMPLES - UM MÉTODO SIMPLES E
EFICIENTE PARA DETERMINAR g: UMA SOLU-
ÇÃO PARA O ENSINO MÉDIO
Flavio Renato R. de Lima
João José Piacentini
Depto. de Física
UFSC
Florianópolis
-
SC
Uma das maiores dificuldades dos professores de
ens
ino
dio
de Santa Catarina e mesmo do país é a falta generalizada de labor
a-
tórios para realização de experimentos em Física. Uma das experiências
mais simples de se realizar (independente de existir um laboratório) é a do
ndulo simples, que pode ser construído com uma linha de nylon e, como
corpo oscilante, uma pedra aproximadamente esférica, uma chumbada de
pesca, etc. É importante que fique claro que o comprimento
l
do pêndulo é
a distância do eixo de oscilação até o centro de massa do corpo (que pode
ser encontrado suspendendo-se o corpo por dois pontos diferentes dele
as
linhas verticais que partem desses dois pontos, ao se encontrarem, d
e-
terminam o centro de massa do corpo). Assim, em um pêndulo cujo corpo
oscilante é uma esfera, o comprimento do
pêndulo é a soma do comprime
n-
to do fio com o raio da esfera. Outro fator que se deve ter em conta é a
necessidade de se utilizar um comprimento de fio muito maior que o di
â-
metro da esfera. Isso minimiza erros que poderiam ser cometidos na dete
r-
minação do
centro de massa do co
r
po.
A maioria das escolas de ensino médio não possui cron
ô-
metros. Isso torna a medida do período (T) do pêndulo um fator crítico na
dete
rminação da aceleração da gravidade, que quanto mais preciso o
período, melhor o valor de g. Mesmo assim, o professor poderá usar um
relógio comum que meça, pelo menos, o tempo em segundos. Coloca-se o
pêndulo simples a oscilar e marca-se o tempo gasto para o pêndulo efetuar
um determinado número de oscilações. O período (por definição, o tempo
gast
o em uma oscilação completa) será dado por:
pf3
pf4

Pré-visualização parcial do texto

Baixe Pendulo simples 2 e outras Notas de aula em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity!

PÊNDULO SIMPLES - UM MÉTODO SIMPLES E

EFICIENTE PARA DETERMINAR g: UMA SOLU-

ÇÃO PARA O ENSINO MÉDIO

Flavio Renato R. de Lima

João José Piacentini

Depto. de Física UFSC

Florianópolis - SC

Uma das maiores dificuldades dos professores de ensino médio de Santa Catarina e mesmo do país é a falta generalizada de labora- tórios para realização de experimentos em Física. Uma das experiências mais simples de se realizar (independente de existir um laboratório) é a do pêndulo simples, que pode ser construído com uma linha de nylon e, como corpo oscilante, uma pedra aproximadamente esférica, uma chumbada de pesca, etc. É importante que fique claro que o comprimento l do pêndulo é a distância do eixo de oscilação até o centro de massa do corpo (que pode ser encontrado suspendendo-se o corpo por dois pontos diferentes dele as linhas verticais que partem desses dois pontos, ao se encontrarem, de- terminam o centro de massa do corpo). Assim, em um pêndulo cujo corpo oscilante é uma esfera, o comprimento do pêndulo é a soma do comprimen- to do fio com o raio da esfera. Outro fator que se deve ter em conta é a necessidade de se utilizar um comprimento de fio muito maior que o diâ- metro da esfera. Isso minimiza erros que poderiam ser cometidos na deter- minação do centro de massa do corpo. A maioria das escolas de ensino médio não possui cronô- metros. Isso torna a medida do período (T) do pêndulo um fator crítico na determinação da aceleração da gravidade, já que quanto mais preciso o período, melhor o valor de g. Mesmo assim, o professor poderá usar um relógio comum que meça, pelo menos, o tempo em segundos. Coloca-se o pêndulo simples a oscilar e marca-se o tempo gasto para o pêndulo efetuar um determinado número de oscilações. O período (por definição, o tempo gasto em uma oscilação completa) será dado por:

n

t

T

onde t é o tempo gasto para n oscilações completas do pêndulo. Deve-se notar que um número de oscilações (n) grande ajuda a diminuir erros que poderiam ser cometidos nas tomadas de tempo. Uma vez resolvida a questão do equipamento, tem-se ainda que resolver um problema matemático: como deduzir a equação do período do pêndulo simples,

g

l

T 2

para alunos que não possuem a mínima noção de cálculo diferencial? A solução aqui apresentada não é original, mas muito pouco divulgada. A maioria dos livros de ensino médio conhecidos ou simples- mente omitem o pêndulo simples ou apresentam a equação do período do pêndulo sem dar maiores explicações. Pode-se supor um pêndulo descrevendo um cone ao se movimentar, como na figura abaixo. A esfera suspensa pelo fio descreve uma circunferência no plano horizontal. A força que tenciona a corda é a resultante entre a força peso e a força de reação centrífuga que a esfera aplica na corda (por simplificação, o referencial escolhido é o da esfera).

g

h

T 2

Se for usado um comprimento do pêndulo ( l ) muito maior que o raio (r) do círculo descrito pela esfera, conforme a figura, então h l e pode-se escrever:

g

l

T 2 ,

que é a equação clássica do pêndulo simples. Não se pode esquecer que, apesar de a equação resultante ser a clássica, o pêndulo aqui tratado não o é. Porém, é possível usar do mesmo artifício que a maioria dos livros de ensino médio utilizam para explicar o Movimento Harmônico Simples ( O MHS pode ser descrito como a projeção do Movimento Circular Uniforme ) e dizer do pêndulo simples: O movimento do pêndulo simples é a projeção do movimento do pêndulo cônico. Determinada a equação do período do pêndulo simples, e já tendo estabelecido como medir o comprimento do pêndulo e seu perío- do, pode-se encontrar o valor da aceleração da gravidade, bastando isolar g na equação deduzida anteriormente e substituir os valores medidos. Como exemplo, foi usado um pêndulo feito com uma pedra de formato irregular como corpo suspenso por um fio de nylon. O comprimento do pêndulo era de 234,50 cm, correspondendo a ele um período de 3,08 segundos (foram medidas 100 oscilações com um relógio de pulso que permitia leituras em segundos). O valor da aceleração da gravidade encontrado foi da ordem de 976 cm/s 2.

Referências Bibliográficas

  1. BRITO, A. A. S. Um Pêndulo Simples Barato. Revista de Ensino de Física, Vol. 1, n o^ 1/Janeiro 1979.
  2. LANDAU, L. & KITAIGOROVSKI, A. Física para Todos, Editorial Mir, Moscou, 1963.
  3. BAZIN, m. & LUCIE, P. Por que e como estudar o péndulo simples no básico? Revista de Ensino de Física, Vol. 3, n o^ 1/Março 1981.