Baixe Relatório de Experimental II do Pêndulo Simples e outras Provas em PDF para Física, somente na Docsity!
Universidade Federal de Campina Grande – Campus de Cuité
Centro de Educação e Saúde
Unidade Acadêmica de Educação
Disciplina: Física Experimental II Turma: 03
Prof.° Heron Data: 20 /03 /
Nome: José Robson da Costa Venâncio Matrícula: 81111069 Turno: Diurno
Nome: Alexsandro silva santos Matrícula: 81111052 Turno: Diurno
Nome: João Carlos Rocha De Araújo Matrícula: 81111038 Turno: Diurno
INTRODUÇÃO
O movimento harmônico simples é um movimento oscilatório executado por um corpo submetido a uma força restauradora proporcional ao deslocamento do corpo, medido a partir de sua posição de equilíbrio e de sinal contrário a este deslocamento. Dois elementos importantes no M.H.S. são o período de oscilação e a amplitude do movimento. O período é o tempo de uma oscilação completa de vai-e-vem da partícula e a amplitude é a distância máxima (ou o ângulo máximo) que a partícula se afasta de sua posição de equilíbrio. No M.H.S. o período independe da amplitude. Um exemplo de M.H.S. é o pêndulo simples.
Um pêndulo simples é um corpo ideal que consiste num pequeno corpo de massa puntiforme (m) suspenso em um ponto fixo por um fio inextensível (que não se estende) e de massa desprezível. Quando afastado de sua posição de equilíbrio e abandonado, o pêndulo oscilará em um plano vertical sob à ação da gravidade. Para pequenos deslocamentos, o movimento pode ser considerado em M.H.S. Sendo assim, pode-se
determinar o período (tempo gasto para uma oscilação completa) do movimento.
Na Figura 1 estão representadas as forças que atuam sobre o corpo suspenso, desprezando a resistência do ar.
Figura 1 – Representação esquemática de um pêndulo simples
No movimento do pêndulo simples, existe uma contínua permuta de energia, entre energia cinética e energia potencial. A energia cinética é máxima no ponto mais baixo da oscilação, enquanto a energia potencial é máxima no ponto mais alto da oscilação. Embora o pêndulo oscile nas duas dimensões de um plano, ele oscila segundo um arco de um círculo e o movimento pode ser analisado utilizando-se uma única coordenada angular, aplicando-se a dinâmica rotacional.
OBJETIVOS
Determinar o comportamento do período de um pêndulo simples em função do seu comprimento. Fazer um estudo que leve a previsão teórica deste comportamento e, através disso, determinar a aceleração da gravidade no local do experimento.
Foi diminuído o comprimento do pêndulo, de 45 em 25 cm, ou de acordo com a disponibilidade de cordões..
TABELA
Tabela I O pêndulo comprimento é de 45 cm com massa de 4,7 g
1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9 ª 10 ª T (s) 1,332 1,332 1,332 1,332 1,332 1,331 1,331 1,332 1,331 1, F (HZ) 0,752 0,750 0,750 0,750 0,750 0,751 0,751 0,750 0,751 0,
As médias
T (s) = 1,
F (HZ) = 0,
Tabela II
O pêndulo comprimento é de 45 cm e massa de 5,7 g
1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9 ª 10 ª
T (s) 1,326 1,329 1,331 1,331 1,332 1,331 1,331 1,331 1,331 1,
F (HZ) 0,754 0,752 0,751 0,751 0,750 0,751 0,751 0,751 0,751 0,
As médias
T (s) = 1,
F (HZ) = 0,
Tabela III
O pêndulo comprimento é de 25 cm e massa de 4,7g
1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9 ª 10 ª T (s) 0,986 0,991 0,990 0,989 0,989 0,990 0,990 0,989 0,989 0, F (HZ) 1,014 1,009 1,010 1,010 1,011 1.010 1,010 1,011 1,011 1,
As médias
T (s) = 0.
F (HZ) = 1,
PROCEDIMENTOS E ANÁLISE
O diagrama de corpo livre para a esfera do pêndulo numa posição angular θ qualquer em relação à posição de equilíbrio.
Aplique a segunda lei de Newton ao movimento do corpo e obtenha a equação diferencial que dá a sua aceleração angular. Ao final, você deve ter obtido o seguinte:
sen(θ) 0 L
g dt
d θ 2
2
DEMONSTRAÇÃO.
θ 0 L
g dt
d θ 2
2
θ = θ 0 cos( t + )
θ 0 sem ( t + )
- θ 0 cos( t + )
- θ 0 cos( t + ) + θ 0 cos( t + )=
θ 0 cos( t + )[ ]= 0
Relembre do passo 3, em que foi estabelecido θ max <15° e considere sen( θ)θ(com
θ em radianos), Reescreva a equação obtida em D que, com a consideração, descreve o movimento de um pêndulo simples:
TABELA DE RESULTADOS
Resulta da tabela I 45 cm = 0,45 m
Resulta da tabela II 45 cm = 0,45 m
Resulta da tabela III 25 cm = 0.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Young.HughD.Física I /Young e Freedman;tradução Sonia Midori Yamamoto; revisão
técnica adir Moysés Luiz.- 12.ed.-São Paulo :Addison Wesley.2008.
Nussenzveig, Herck Moysés. Curso de Física Básica /H. Moysés Nussenzveig,- 4ª edição – São Paulo: Edgard bucher.2002.Física I,Mecânica.
HALLIDAY, D. & RESNICK, R. Física 1. 5.ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos,2003.
