Baixe Determinação da Aceleração da Gravidade Local Através de um Pêndulo Simples e outras Trabalhos em PDF para Física, somente na Docsity!
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
ENGENHARIA CIVIL
IURI DE ARAÚJO CAVALCANTE
LUCAS RAMON BACELAR
CLERISTON DE MATOS NERY FILHO
JONATHAS DA SILVA LOPES
JOÃO GABRIEL DA SILVA SOUZA
RELATÓRIO
PÊNDULO SIMPLES
Feira de Santana/BA 2021
1. RESUMO
O pêndulo simples é um dispositivo que consiste numa massa presa à um fio inextensível de massa desprezível. Esse conjunto oscila em torno de um ponto fixo e no plano bidimensional (direções “x” e “y”). Através desse dispositivo e de seu movimento, ocorre o estudo das grandezas que se encontram atuantes e notáveis.
- INTRODUÇÃO Quando o instrumento está parado, ele permanece em uma posição fixa. Deslocar a massa presa na ponta do fio para determinada posição faz com que haja uma oscilação em torno do ponto de equilíbrio. Em muitos experimentos o pêndulo simples é utilizado para determinar a aceleração da gravidade. Galileu Galilei foi o primeiro a observar a periodicidade dos movimentos pendulares e propôs a teoria das oscilações do pêndulo. O pêndulo realiza um movimento harmônico simples, o MHS, e os principais cálculos realizados com o instrumento envolvem o período e a força restauradora. O pêndulo simples realiza um movimento classificado como periódico, pois se repete nos mesmos intervalos de tempo e pode ser calculado através do período (T). 𝑇 = 2𝜋ඨ
Onde: T é o período, em segundos (s). L é o comprimento do fio, em metros (𝑚). g é a aceleração da gravidade, em (𝑚 𝑠⁄^ ଶ).
Elevando ao quadrado os dois lados desta equação, obtemos a seguinte expressão: 𝑇ଶ^ = 4𝜋ଶ^
O pêndulo simples é um sistema mecânico caracterizado pelo seu período T, e este, por sua vez, depende apenas dos parâmetros L e g, para pequenas oscilações. Além disso, outro fator que pode afetar o período do pendulou é a amplitude (A) de sua oscilação. Esse último fator determina a condição inicial imposta à dinâmica do sistema mecânico, não sendo uma de suas características intrínsecas. O valor experimental do período é dado por: 𝑇௫ = 𝑇 ± 𝛿
- OBJETIVO. Explicar o formalismo teórico do pêndulo simples e discutir os procedimentos experimentais seguindo o modelo da página 22 da apostila de teoria de erros da Universidade de Pelotas postado no google classroom como material de apoio dado pelo professor da matéria. Objetivo do vídeo: determinar a aceleração da gravidade local através de um pêndulo simples.
- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Para determinar a aceleração da gravidade local através do movimento pendular, foram utilizados um tripé com haste metálica, alguns metros de fio, dois corpos de prova: um metálico e o outro de náilon, um cronômetro e uma trena. Inicialmente o fio foi preso na haste do tripé e foi pendurado o corpo de prova metálico foi medido o comprimento do fio entre a extremidade da haste metálica e o centro de massa do corpo de prova, em seguida o corpo de prova foi deslocado 5 graus para a direita em relação à posição de equilíbrio
sendo solto para o início da oscilação pendular salienta se que através da trigonometria encontra se a medida correspondente a um ângulo de 5 graus. Logo após, foi cronometrado após a estabilização do movimento o tempo de 10 oscilações completas do corpo de prova. Este procedimento foi repetido por mais quatro vezes. Todos os procedimentos foram repetidos também para o corpo de prova de náilon. Em seguida foi repetido todos os procedimentos feitos com os dois corpos de prova, mas dessa vez com o comprimento de fio diferente.
- RESULTADOS E DISCUSSÕES. Os dados obtidos na prática são representados nas tabelas abaixo: Medidas c.p metal^ c.p náilon 1 17,25 17, 2 17,46 17, 3 17,25 17, 4 17,45 17, 5 17,28 17, 1, L1=0,73m tempo medio (10 oscilações) tempo medio ( oscilação) Tabela - L 1. tempo de 10 oscilações 17,34 17, 1, Medidas c.p metal^ c.p náilon 1 14,81 14, 2 14,72 14, 3 14,69 14, 4 14,63 14, 5 14,68 14, Tabela - L 2. tempo de 10 oscilações L2=0,53m tempo medio (10 oscilações) 14,71 14, tempo medio (1 oscilação) 1,47 1,
Linearização.
- CONCLUSÃO Após obtenção dos dados presentes nas tabelas foi possível determinar a aceleração da gravidade local obtendo valores no Metal de 9,66(m/s²). Sendo o erro porcentual deste de 1,46% e no náilon de 9,59 (m/s²) com erro de 2,19%, sendo assim o experimento apresentou um erro percentual médio de 1,82% considerado assim um valor baixo em relação a tomada de tempo de 10 oscilações dos pêndulos em 5 movimentos diferentes. O gráfico linearizado fornece o valor da gravidade através da tangente do ângulo.
- REFERÊNCIAS. APOSTILA DE FÍSICA EXPERIMENTAL I – Instituto Federal de Educação, Ciência E Tecnologia – Campus Pelotas – 2013 https://www.youtube.com/watch?v=jsAim50Gb https://www.uel.br/pessoal/renatoikeoka/pages/arquivos/Fisica%20Apl Aplic%20a%20Engenharia%20II/Pendulo_simples.pdf
