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um relatório sobre a prática do pêndulo simples realizada durante a pandemia.
Tipologia: Trabalhos
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DATA E HORA DA REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 27/07/2020 ÀS 14:00h
Verificar as leis do pêndulo. Determinar a aceleração da gravidade local. MATERIAL Prego fixado numa parede; Desenho indicando 15 e 10 graus; Massas: m 1 (uma pilha palito) e m 2 (três pilhas palito); Cronômetro (alternativamente pode ser usado a função cronômetro de um celular); Fita métrica; Fio (linha comum). O filme Pêndulo Simples a ser utilizado nesta prática está disponível em: Facebook.com/LabFisicaUfc ou no Youtube https://www.youtube.com/watch? v=xGhlJtBvTzw INTRODUÇÃO O pêndulo foi observado primeiramente por Galileu Galilei, este observou as oscilações de um lustre da catedral de Pisa. Ele fez a contagem do tempo das oscilações do lustre com o tempo de batimento do seu pulso. Ele verificou que mesmo quando as oscilações diminuíam o tempo permanecia o mesmo. Em sua casa ele repetiu o experimento com um pêndulo e o resultado foi o mesmo. Ele ainda verificou que o tempo depende apenas do comprimento do fio. Galileu também observou que o tempo do pêndulo não depende da massa, que tanto para um corpo leve quanto para um pesado o tempo era o mesmo. Em 1656, o cientista Christian Huygens inventou o relógio de pêndulo que permitiu uma análise do tempo melhor. Pêndulo simples é o sistema constituído por um corpo com massa m e dimensões insignificantes, presa à extremidade de um fio inextensível e de massa desprezível, capaz de se mover, sem atrito, num plano vertical, em torno de um eixo situado em sua outra extremidade. Figura 1 – Figura da representação de um pêndulo simples
2 =( 4 π 2 g )
Utilizando o vídeo disponibilizado na página do Facebook do laboratório de física e com o auxílio do cronometro do celular tomou-se nota do período de 10 oscilações completas para cada um dos comprimentos. Os resultados obtidos estão na tabela a seguir: Tabela 1 – resultados experimentais para o pêndulo simples. L (cm) Ɵ (grau) m (gramas) 10 T (s) T (s) T² (s²) L1 = 20 Ɵ = 15 m1 = 12,5 10T1 = 9,3 10T1 = 8,4 10T1 = 9,5 T1 = 0,91 T1² = 0, L1 = 40 Ɵ = 15 m1 = 12,5 10T2 = 12,8 10T2 = 11,8 10T2 = 12,4 T2 = 1,23 T2² = 1, L1 = 60 Ɵ = 15 m1 = 12,5 10T3 = 14,7 10T3 = 14,6 10T3 = 14,7 T3 = 1,47 T3² = 2, L1 = 80 Ɵ = 15 m1 = 12,5 10T4 = 17,0 10T4 = 16,0 10T4 = 16,7 T4 = 1,66 T4² = 2, L1 = 100 Ɵ = 15 m1 = 12,5 10T5 = 18,6 10T5 = 18,2 10T5 = 18,5 T5 = 1,84 T5² = 3, L1 = 120 Ɵ = 15 m1 = 12,5 10T6 = 20,8 10T6 = 20,1 10T6 = 20,1 T6 = 2,03 T6² = 4, L1 = 140 Ɵ = 15 m1 = 12,5 10T7 = 21,6 10T7 = 21,8 10T7 = 21,4 T7 = 2,16 T7² = 4, Fonte: elaborado pelo autor OBS: como o tempo de reação humano é uns décimos de segundo, foi feito o experimento três vezes para cada comprimento. Calculou-se a média dos períodos obtidos e depois elevou-se ao quadrado. Após obter os resultados do experimento, fez-se outro para verificar a influência da amplitude sobre o período do pêndulo simples. Os resultados obtidos estão na tabela a seguir: Tabela 2 - Resultados experimentais para o estudo da influência da amplitude sobre o período do pêndulo simples L (cm) Ɵ (graus) m (gramas) 10 T (s) T (s) L = 100 Ɵ = 15 m1 = 12,5 10T8 = 18,6 10T8 = 18,2 10T8 = 18,5 T8 = 1, L = 100 Ɵ = 10 m1 = 12,5 10T9 = 18,2 10T9 = 18,0 10T9 = 18,2 T9 = 1, Fonte: elaborado pelo autor Após obter os resultados do experimento, fez-se outro para verificar a influência da massa sobre o período do pêndulo simples. Os resultados obtidos estão na tabela a seguir:
Tabela 3 - Resultados experimentais para o estudo da influência da massa sobre o período do pêndulo simples. L (cm) Ɵ (graus) m (gramas) 10 T (s) T (s) L = 100 Ɵ = 15 m = 12,5 10T9 = 18,6 10T9 = 18,2 10T9 = 18,5 T9 = 1, L = 100 Ɵ = 15 m = 37,5 10T10 = 18,0 10T10 = 18,1 10T10 = 18,4 T10 = 1, Fonte: elaborado pelo autor QUESTIONÁRIO
1. Dos resultados experimentais é possível concluir-se que os períodos independem das massas? Justifique. Sim, o período dependem apenas do comprimento.
amplitude passa de 10o para 15o? Justifique. Não muda nada, pois como dito anteriormente, o período depende somente do comprimento. Sendo assim, as médias são, 10° = 1,81 e 15° = 1,84.
20 40 60 80 100 120 140 0
1
2
3
4
5 f(x) = 0.64 x + 0.
T² (s) Linear (T² (s)) Linear (T² (s)) L (cm) T (s)
P = m*g P = 817,20 N
P = m*g g (lua) = 1,62 m/s² P = 116,64 N
L / g (use g = 9,81 m/s2 calculado pela fórmula T = 2 ). Comente. A média para L = 100, é aproximadamente igual à 1, Utilizando a fórmula (^) T = 2 π
g T = 0,64 s
Durante a oscilação, a energia mecânica permanece constante, mas, a cada oscilação
A troca de energia entre as diferentes posições do pêndulo em função do tempo de uma oscilação apresenta-se como uma onda senoidal , a figura a seguir exemplifica: Figura 3 – troca de energia em uma oscilação.
Fonte: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/pendulo-simples.htm
comprimento para um período de 1,8 s?
g = 12,34 m/s² π = 3, L = 1,01 m CONCLUSÃO Foi possível aprender como funciona um pêndulo simples, como calcula o período e a gravidade. O objetivo da prática era verificar o valor da gravidade no local em que foi realizado o experimento, essa teve como resultado o valor de g = 11,35 m/s². O valor não é igual ao normalmente atribuído ao planeta Terra. Com base nos resultados obtidos na tabela 1, foi elaborado os seguintes gráficos: Gráfico 1 – período (s) em função do comprimento (cm).
Fonte: elaborado pelo autor Com base nos resultados do gráfico o período ao quadrado varia com uma linearidade, seguindo um padrão. Alguns resultados podem não ser extremamente exatos, devido a velocidade de reação do olho humano e os arredondamentos. REFERÊNCIAS Apostila de roteiro de aulas práticas de física experimental Facebook.com/LabFisicaUfc https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/um-fisico-chamado-galileu-galilei.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/pendulo-simples.htm http://fisicaevestibular.com.br/novo/mecanica/dinamica/mhs/pendulo-simples/ https://www.passeidireto.com/arquivo/75949254/docsity-pratica-pendulo-simples-fisica- experimental
