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PÊNDULO SIMPLES
1. INTRODUÇÃO
Este experimento teve como objetivo determinar o comportamento do período de um pêndulo simples em função do seu comprimento. Fazer um estudo que leve à previsão teórica deste comportamento e, através disso, determinar a aceleração da gravidade no local do experimento.
- OBJETIVO
O objetivo desta experiência é determinar o comportamento do período de um pêndulo simples em função do seu comprimento. Fazer um estudo que leve à previsão teórica deste comportamento e, através disso, determinar a aceleração da gravidade no local do experimento.
- MATERIAL
- Corpo básico;
- Armadores;
- (^) Manivela;
- Pêndulo físico;
- Suporte de pêndulo físico;
- Balança;
- Massas padronizadas;
- Escala milimetrada;
- Cronômetro;
- Cordão.
4. MONTAGEM
Figura 1 Esquema de montagem do instrumento para o experimento
5. PROCEDIMENTOS
Ao chegar ao laboratório o corpo básico já estava montado na posição vertical de trabalho. A experiência foi iniciada colocando na lingüeta do corpo móvel um cordão amarrado com uma esfera na outra extremidade, essa esfera foi oscilada a partir de um pequeno impulso de modo que o deslocamento máximo de pendulo fosse menor que 15^0 para que o sistema fosse considerado como um pêndulo simples. Logo em seguida foi marcado o intervalo de tempo gasto para a esfera completar dez oscilações. O processo foi repetido diminuindo o comprimento do pêndulo de 10 em 10 cm, marcando o respectivo tempo do conjunto de oscilações, anotando os dados coletados na tabela abaixo. Para realizar a experiência a turma foi dividida em equipes com no máximo quatro pessoas, cada uma mediu seu intervalo de tempo e fizeram a média entre as medidas e anotou na Tabela I.
Tabela I Dados coletados no conjunto de dez oscilações L(cm) 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80, T(s) 0,634 0,884 1,06 1,29 1,42 1,55 1,68 1,
6. ANÁLISES
A partir dos da tabela foi traçado o gráfico em papel milimetrado L versus T. Após o gráfico traçado a curva parece descrever uma função do tipo:
L = ATB
Substituindo (1) e (2) em: d 2 /dt^2 + g /L = 0
- w^2 cos(wt+) + g 0 cos (wt +)/L =
Como: w 2 = g/L ou w = 2/t
7. CONCLUSÕES
Realizando uma comparação da expressão experimental para L (encontrada através do gráfico em papel dilog em Anexo) e a expressão teórica, iremos ter:
Como o meu L está em cm, devo transformá-lo para metros:
Pode-se observar que o valor teórico para B é 2,0, desta maneira, obteve-se no experimento um erro percentual de. (Os cálculos seguem em Anexo )
Mesmo a aceleração da gravidade real estando dentro de uma pequena margem de erro o valor obtido experimentalmente não é completamente confiável. Isso ocorre porque a oscilação nas três primeiras medidas, foram rápidas, pois o período T era pequeno, desta maneira o tempo de atraso do experimentador foi bastante relevante, diferenciando-se de muito dos valores reais.
Isto que dizer que o tempo de atraso do experimentador foi o principal erro sistemático que ocorreu no experimento em questão.
Desta forma concluímos que a variável independente do experimento é o comprimento L do pêndulo, enquanto que o tempo T de uma oscilação (Período) depende do comprimento L do pêndulo e é considerado a variável dependente.
Portanto, da mesma maneira que a aceleração da gravidade g foi estimada, pode-se “medir” o comprimento L de um cordão fazendo uso de um cronômetro, necessitando apenas fazer um pêndulo simples com esse cordão e uma massa qualquer em uma de suas pontas, daí, mede-se o período de oscilação T (utilizando um cronômetro). A partir disto, podemos calcular o comprimento L, substituindo o valor de T na equação:
Por isso, o ideal seria que para um obter um resultado mais exato, a repetição o experimento não utilizasse o experimentador para parar o cronômetro, porque o tempo de atraso seria menor.
Anexos
Pêndulo Simples
- Cálculos para o gráfico no papel milimetrado:
- Para o eixo x - (^) Módulo de x - Degrau e Passo - Equação da escala - Para o eixo y - (^) Módulo de y - Degrau e Passo - Equação da escala **- Calculando os parâmetros da equação do gráfico dilog
- Determinando o erro percentual do expoente b**
Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e Tecnologia Unidade Acadêmica de Física
Pêndulo Simples
ALUNO: Gabriela Batista Ferreira
MATRÍCULA: 115111498
CURSO: Engenharia Química
TURMA : 04
PROFESSOR: Cleide
