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Pendulo - Simples - Fisico, Notas de estudo de Engenharia Física

Método experimental

Tipologia: Notas de estudo

2012

Compartilhado em 13/04/2012

warlle-almeida-esteves-5
warlle-almeida-esteves-5 🇧🇷

4.7

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Experimento 4: Oscilações - Pêndulo Simples e
Pêndulo Físico
Objetivo:
a) Mostrar que o período de um pêndulo simples é independente da massa e é
diretamente proporcional a .
b) Mostrar que o período de um pêndulo físico e proporcional a .
c) Em ambos os casos, determinar a aceleração da gravidade.
Movimento Harmônico:
Um tipo comum e importante de movimento oscilatório (ou periódico) é o movimento
harmônico simples, que denimos da seguinte maneira:
Um corpo realiza movimento harmônico simples se a sua coordenada varia
senoidalmente com o tempo.
Nesta situação, a aceleração de um corpo é proporcional e tem direção oposta
à do deslocamento.
Pêndulo Simples:
Para pequenos ângulos de oscilação, o período (T) de um pêndulo simples é dado por:
Sendo l o comprimento do pêndulo e g a aceleração da gravidade.
Pêndulo Físico:
Para pequenos ângulos de oscilação, o período (T) de um pêndulo físico é dado por:
Sendo m a massa do corpo e d a distancia do eixo de oscilação ao Centro de Massas.
O momento de inércia é tal que:
Sendo ICM o momento de inércia do centro de massa.
Momento de Inércia de uma Barra Cilíndrica:
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Experimento 4: Oscilações - Pêndulo Simples e

Pêndulo Físico

Objetivo:

a) Mostrar que o período de um pêndulo simples é independente da massa e é diretamente proporcional a_._ b) Mostrar que o período de um pêndulo físico e proporcional a. c) Em ambos os casos, determinar a aceleração da gravidade.

Movimento Harmônico:

Um tipo comum e importante de movimento oscilatório (ou periódico) é o movimento harmônico simples, que definimos da seguinte maneira:

Um corpo realiza movimento harmônico simples se a sua coordenada varia senoidalmente com o tempo.

Nesta situação, a aceleração de um corpo é proporcional e tem direção oposta à do deslocamento.

Pêndulo Simples:

Para pequenos ângulos de oscilação, o período ( T) de um pêndulo simples é dado por:

Sendo l o comprimento do pêndulo e g a aceleração da gravidade.

Pêndulo Físico:

Para pequenos ângulos de oscilação, o período ( T) de um pêndulo físico é dado por:

Sendo m a massa do corpo e d a distancia do eixo de oscilação ao Centro de Massas. O momento de inércia é tal que:

Sendo I (^) CM o momento de inércia do centro de massa.

Momento de Inércia de uma Barra Cilíndrica:

Em relação a um eixo transversal que passa pelo centro de massas, sendo R o raio e L o comprimento da barra. Para L >> R , o primeiro termo pode ser descartado.

Procedimento Experimental:

Pêndulo Simples:

  1. Usando a montagem da Figura 1 e uma massa m=100g , meça o período de oscilação do pêndulo para 6 comprimentos, l , diferentes.
  2. Repetir a medida do período 4 vezes para cada comprimento. Como as fórmulas do período são válidas para pequenos ângulos de oscilação, não esqueça de usar o menor ângulo possível.
  3. Graficar T^2 em função de l e determinar o valor de g.
  4. Repita o experimento para m=500g, usando os mesmos comprimentos dos itens anteriores e mostre que o período não depende da massa.

Figura 1: Pêndulo simples de comprimento l e massa m.

Pêndulo Físico:

  1. Usando a montagem da Figura 2, prenda a barra ao suporte usando uma presilha colocada a uma distância d do centro de massas.
  2. Colocando a presilha à uma distância d=3cm do centro de massas, faça a barra oscilar para um ângulo pequeno e meça 4 vezes o período de oscilação.
  3. Repita o procedimento para valores de d que aumentam de 3 em 3 cm.
  4. Grafique T^2 em função de I 0 /d e determine o valor de g. Você deverá calcular o momento de inércia, I 0 , através da fórmula, para cada valor de d.