Pêndulo Simples, Notas de estudo de Informática

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Laboratório de Física II

Relatório da Prática I

** Pêndulo Simples **

Integrantes do Grupo: Helder Cesar – R.A. 127.221- Larissa Ávila – R.A. 126.715- William Lopes – R.A. 127.243-

5 de Agosto de 2008

Introdução

Um pêndulo simples é formado por um fio (neste caso, um barbante) de massa desprezível e comprimento L, tendo em sua extremidade inferior um peso de massa “m” e em sua extremidade superior o barbante é preso em um suporte para que o pêndulo possa oscilar livremente (a resistência do ar é desprezível também). O período de oscilação do pêndulo de "Per" e é constituído pela “ida e volta” do peso. O pêndulo descreve uma trajetória circular de raio L. Sem nenhum atrito, as forças atuantes são apenas duas: A forção peso (m.g) e a Tração, indicadas na figura abaixo: Quando o ângulo de oscilação do pêndulo é pequeno (θ < 15°), temos que (θ ≈ 0). Dessa forma, o pêndulo descreverá oscilações harmônicas descritas pela equação: T = 2 

L

g Onde: L é o comprimento do fio e g é a aceleração da gravidade.

Objetivos

Estudar as relações da massa, do ângulo e do comprimento do fio do pêndulo com o período de oscilação.

2º Experimento Neste segundo experimento a montagem foi semelhante ao anterior. O que temos de diferente aqui é que a massa da pastilha de metal será constante em 150g e o ângulo θ irá variar com as medidas de 10°, 20° e 30°. As medições anotadas se encontram na tabela abaixo: θ 1 = 10° θ 2 = 20° θ 3 = 30° m 3 (g) L (cm) T (s) m 3 (g) L (cm) T (s) m 3 (g) L (cm) T (s) 150 50 7,13 150 50 7,15 150 50 7, 150 50 7,12 150 50 7,09 150 50 7, 150 50 7 150 50 7,05 150 50 7, 150 50 7 150 50 7 150 50 7, 150 50 6,87 150 50 7,1 150 50 6, Tm (s) ΔT = ± 7,02s Tm (s) ΔT = ± 7,07s Tm (s) ΔT = ± 7,09s

Mudando os ângulos, mais uma vez constatamos que não é esse o fator que influencia na variação do período (T). Os resultados podem ser melhor vistos no gráfico T x θ (Período em função do ângulo) que se segue. 3º Experimento Para este experimento, mantivemos a massa da pastilha metálica em 50g o ângulo em 20° e o comprimento do cordão variando em 10cm, 20cm, 30cm, 40cm, 50cm. As medições anotadas são apresentadas na tabela abaixo: L 1 = 10cm L 2 = 20cm L 3 = 30cm m 2 (g) θ 2 T (s) m 2 (g) θ 2 T (s) m 2 (g) θ 2 T (s) 50 20 3,19 50 20 4,41 50 20 5, 50 20 3,35 50 20 4,34 50 20 5, 50 20 3,44 50 20 4,37 50 20 5, 50 20 3,31 50 20 4,44 50 20 5, 50 20 3,5 50 20 4,5 50 20 5, Tm (s) ΔT = ± 3,35s Tm (s) ΔT = ± 4,41s Tm (s) ΔT = ± 5,16s

Discussão dos Resultados e Conclusão

Na primeira parte do experimento, onde houve a variação das massas e tanto o ângulo quanto o comprimento do fio ficaram fixos em 50cm e 20° respectivamente, pôde ser notada tanto na tabela quanto no gráfico que praticamente não houve variação nos períodos de cada valor de massa. Com isso logicamente podemos concluir que não é a massa do objeto empregado no pêndulo que irá interferir no seu período. Com a segunda parte do experimento, o ângulo variou nas medidas de 10°, 20° e 30°. A massa da pastilha foi constante de 150g e o comprimento do fio foi de 50cm. Com isso fizemos as cinco medições para cada ângulo, mas o resultado obtido praticamente não foi diferente de uma medida angular para outra. Então, também concluímos que o ângulo não afeta significativamente o período de oscilação do pêndulo. Na terceira e ultima parte do experimento, variamos apenas o comprimento do fio em 10cm, 20cm, 30cm, 40cm e 50cm. O ângulo ficou constante em 20° e a massa da pastilha também foi fixada em 50g. Após a série de cinco medições para cada comprimento de fio foi a calculada a média. O resultado obtido foi praticamente de um segundo de diferença no período de cada comprimento. Portanto, constatamos que o único fator que pode afetar de modo significativo o período de oscilação do pêndulo é o comprimento do fio. E assim concluímos nossos experimentos com pêndulo simples.