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Pêndulo Simples em Casa
Aluno:
Objetivo
Determinação da aceleração da gravidade através do pêndulo simples.
Introdução
O pêndulo simples consiste em um corpo de massa m suspenso por um fio
de massa desprezível, flexível e inextensível.
A figura 1 mostra o esquema de um pêndulo simples de comprimento L.
O pêndulo é afastado de sua posição de equilíbrio, no ponto 0, até a posição 1
onde é solto, atinge a posição 2 e retorna para a posição 1, executando assim uma
oscilação completa.
2 1
0 S
d L
amplitude
angular
posição de
equilíbrio
Figura 1: Esquema de um pêndulo simples
O pêndulo oscila em um plano vertical, descrevendo um arco de
circunferência. O máximo deslocamento do pêndulo em relação à posição de
equilíbrio denomina-se amplitude.
Quando o arco S é muito pequeno comparado com o comprimento L, o
pêndulo descreve “pequenas oscilações”. Isto significa que o arco S se confunde
com o segmento de reta horizontal d. Neste caso, a oscilação de um pêndulo é um
exemplo de Movimento Harmônico Simples.
O intervalo de tempo necessário para o pêndulo executar uma oscilação
completa denomina-se período. Galileu chegou à expressão matemática que
fornece o período de um pêndulo em função de seu comprimento L (distância
entre o ponto de suspensão e o centro do corpo e a aceleração local da gravidade
g:
g
L
T = 2 (1)
Rigorosamente, esta equação somente é válida para:
- amplitudes infinitamente pequenas
- um pêndulo em que a massa m esteja toda concentrada na extremidade
do fio de suspensão
Procedimento Experimental
1 - Cálculo da aceleração local da gravidade utilizando o valor de medida única
de T
- Monte um pêndulo simples de comprimento L compreendido entre 0,3m e 1 m.
- Afaste a massa do pêndulo, lembrando-se de utilizar uma amplitude (ângulo de
abertura) bastante pequena, de modo que o pêndulo possa oscilar em M.H.S.
Realize apenas uma medida do período T. Use o cronometro do celular com uma
precisão de centésimos de segundos ( 00:00:00). Determine o valor de g com sua
respectiva incerteza, através da equação 1.
2 - Cálculo da aceleração local da gravidade utilizando o valor de uma série de
medidas de 10T
- Monte outro pêndulo simples com comprimento L, igual ao anterior, e
compreendido entre 0,3m e 1 m.
L = ( ) m
L = ( ) m
g1 = ( ) m/s 2 T = ( ) s
Sugestões para Montagem
1) Cinco moedas de R$ 0,
2) Álcool gel ou água e sabão
3) Fita crepe ou durex
4) Uma borracha
5) Uma agulha
6) Linha de costura
- Para a montagem da massa do Pêndulo use uma das opções abaixo:
1) - Limpe as moedas com álcool gel ou água e sabão.
- Empilhe as moedas e prenda-as com fita crepe na linha.
- Prenda a linha em um suporte fixo que permita a oscilação da massa.
2) - Passe a linha na agulha e a espete em uma borracha.
- Prenda a linha em um suporte fixo que permita a oscilação da borracha.
Use sua criatividade para a montagem, improvise e adapte de modo a satisfazer as
condições do experimento.
**- Adicione abaixo a foto do pêndulo montado em casa.
- Faça um vídeo do procedimento desenvolvido.
- Colocar o memorial de cálculos no final do relatório.**
