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Pêndulo Simples Beatriz Monique Rita Camila Vieira Santos Bruno Dos Santos Gomes José Suderlan Teixeira filho Gilberto Ferreira de Carvalho Junior Larissa Palmonari dos Santos Faculdades Metropolitanas Unidas e-mail: beatrizmoniquerita@outlook.com Resumo. Realização de experimento de pêndulo simples, que é uma aproximação em que não existem forças dissipativas, ou seja, forças de atrito ou de arraste, atuando sobre quaisquer componentes do sistema. Neste experimento iremos mostrar os pêndulos, o movimento oscilatório que surge em decorrência da ação das forças peso e tração, exercida por um fio. Palavras chave: experimento, pêndulo simples, física Introdução Neste experimento você utilizará um pêndulo simples. Pesos de diferentes medidas e fios de comprimentos variados são utilizados para variar os parâmetros que afetam a oscilação do pêndulo. Como parte importante das atividades, você deverá inserir os pesos no pêndulo e trocar os fios, além de ajustar os ângulos para a realização do experimento. experimento tem por objetivo investigar a relação entre o período de oscilação em um pêndulo simples e variáveis como a massa do pêndulo, o comprimento do fio e a variação do ângulo em que o pêndulo é posicionado inicialmente. Adicionalmente, você poderá utilizar os dados experimentais para calcular a aceleração da gravidade no local do experimento. O movimento de um pêndulo simples faz parte dos chamados movimentos harmônicos simples (MHS). Neste tipo de movimento oscilatório, aceleração e força resultante são a todo momento, proporcionais e opostas ao deslocamento experimentado pelo corpo oscilante. Um outro tipo de movimento harmônico simples é o resultante de um sistema massa mola sob ação da gravidade. A diferença entre os dois movimentos é que, enquanto no pêndulo simples há um movimento circular em torno de um ponto, no sistema massa mola existe o movimento de vai-e- vem ao longo de uma única direção. Procedimento Experimental A princípio tomamos conhecimento do roteiro, materiais (regulador de comprimento, cronômetro, cabo, corpos de prova com 10g, 20g, 50g e 70g) e dos procedimentos do experimento. Começamos o experimento ajustando o comprimento do fio para 250mm, e depois inserimos o corpo de prova de 50g ao cabo, em seguida soltamos o pêndulo de um ângulo inicial de 15°, cronometramos 5x o tempo referente a 10 oscilações. No experimento com o corpo de prova de 10g obtivemos os seguintes resultados (tempo referente a 10 oscilações). 11s 12s 12s 11s 12s No experimento com o corpo de prova de 20g obtivemos os seguintes resultados (tempo referente a 10 oscilações). 11s 10s 11s 10s 11s No experimento com o corpo de prova de 50g obtivemos os seguintes resultados (tempo referente a 10 oscilações). 9s 10s 10s 9s 10s No experimento com o corpo de prova de 70g obtivemos os seguintes resultados (tempo referente a 10 oscilações). 12s 12s 11s 11s 10s. Resultados e Discussão A partir dos resultados obtidos no experimento, chegamos nos cálculos abaixo que representam os valores de aceleração da gravidade, frequência e frequência angular: T = 2π √L/g T = 2π √0,25/10 T = 0,99s ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE: T = 2π √I/mgd T = 2π √I/mgd I = mgd (T/2π)^2 I = 10.10.10.0,25(0,99/2π)^2 I = 0,62m/s^2 T = 2π √0,62/10.10.0,25 T = 0,99s obs: m = 10g FREQUÊNCIA: 𝑓 = √𝑛/Δt (10g) 𝑓 = √10/12 𝑓 = 0,91Hz mailto:beatrizmoniquerita@outlook.com (20g) 𝑓 = √10/11 𝑓 = 0,95HZ (50g) 𝑓 = √10/10 𝑓 = 1Hz (70g) 𝑓 = √10/11 𝑓 = 0,95Hz média: 0,95Hz FREQUÊNCIA ANGULAR : 𝜔 = √𝑔/L 𝜔 = √10/0,25 𝜔 = 6,32Hz Em discussão a partir dos resultados foi entendido que tanto o peso inserido quanto o material em que ele é feito, não exerce nenhuma influência no período de oscilação. A oscilação surge em decorrência da ação das forças peso e tração exercida por um fio, com isso sabemos que o período do pendulo só depende do seu cumprimento e da aceleração da gravidade, a energia mecânica mante-se constante durante toda a aceleração. No experimento foi utilizado três comprimentos de fio: 250mm, 100mm e 400mm. Utilizando pesos e cumprimentos diferentes, foi possível observar que o período de oscilação foi menor quando utilizado um cabo de 400mm, já observando com o cabo de 100mm o período aumentou. Concluindo, o cumprimento do fio também interfere no período de oscilação. Conclusão Através deste experimento podemos notar e entender melhor os pêndulos simples e como os mesmos interagem com os pesos diversos em determinado ângulo. Verificamos que a aceleração da gravitacional atua em toda parte e defende suas particularidades básicas onde forem aplicadas. A concluir também que a frequência de um pêndulo simples não depende de sua massa, mas sim do seu comprimento, como indicado nas equações. Vimos também as variações de oscilação dentre os pesos inclusos e mesma definição de tempo para todos os experimentos. Referências [1] Algetec. Laboratório Virtual, “Pêndulo Simples”. Acesso via: < virtuaslab.net/ualabs/ualab/20/6142319575544.html >.
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