Prática de Pêndulo Simples em Engenharia Civil

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Faculdade Farias Brito
Faculdade Farias Brito
Engenharia Civil
 
Prática de Pêndulo Simples
Fenômenos Oscilatórios e Termodinâmica.
Fortaleza, 2017.
Sumário
Objetivo:	3
Material:	3
Introdução Teórica:	3
Procedimento:	4
Questionário (Respostas)	4
Conclusão:	7
Referências bibliográficas:	7
Objetivo:
· Verificar as leis do pêndulo.
· Determinar a aceleração da gravidade local.
Material: 
· Pedestal de suporte.
· Massas aferidas, latão, alumínio e nylon.
· Fio.
· Cromômero.
· Fita métrica.
Introdução Teórica: 
O pêndulo simples consiste em um objeto de massa qualquer, preso por uma corda de massa desprezível, onde temos duas forças atuando sobre ele, força peso e força da tração da corda.
O movimento do pêndulo simples é considerado um movimento harmônico simples, onde suas oscilações são pequenas, ou seja, o seu ângulo de abertura é pequeno.
Para chegarmos a conclusão do cálculo do Período, relacionamos várias equações, dentre elas: aceleração angular, torque, aceleração no MHS, velocidade angular, e o ângulo de abertura é expressado em radianos.
)
Toda massa de um pêndulo é concentrada na massa do objeto, que está a uma distância (l) do ponto fixo. Assim, podemos definir que o Período de um pêndulo simples é obtido pela seguinte fórmula:
Procedimento:
· Anote a massa dos corpos de prova:
	 m1(latão)=	 45,7685 g			m2(alumínio)= 14,2394 g		
· Ajuste o comprimento do pendulo de modo que tenha 10 cm do ponto de suspensão até o centro de gravidade do corpo.
· Desloque o corpo da posição de equilíbrio até a distância de 10 cm, e determine o tempo necessário para o pêndulo executar 10 oscilações completas. Para minimizar os erros, o operador do cromômero tem que ser o mesmo que larga o pendulo para oscilar.
· Repetindo três vezes cada determinação do T médio.
· Repita a experiência anterior, para comprimentos diferentes e complete a tabela 1.
· Mantendo o comprimento fixo de 80 cm, estude a influência da massa e da amplitude sobre o período. Tabelas 2 e 3.
Questionário (Respostas)
· Conceitue o período de um pendulo:
É o tempo que leva para sair da sua posição inicial e voltar para a mesma posição, ou seja, o tempo que leva para dar uma oscilação completa.
· Observando os valores da tabela 2, o que podemos concluir em ralação período e amplitude.
A amplitude não influência no cálculo do Período, já que “l” é constante.
T = 2*(L/g)1/2
· Se for colocado o pêndulo para oscilar em uma amplitude “bem maior” como fica o período? Compare o resultado com os resultados da tabela 2.
Considerando a fórmula do período para o pêndulo simples, o período não altera, pois, a a amplitude não influência na fórmula e o comprimento é constante. Porém, no nosso experimento, o período alterou. Podemos considerar este erro com a mudança de local do pêndulo.
T = 2*(L/g)1/2
· Observando os valores da tabela 3, o que podemos concluir em ralação período e a massa do pêndulo.
A diferença de massa dos pêndulos não altera o cálculo do período de uma oscilação completa.
T = 2*(L/g)1/2
· Porque determina o tempo de dez oscilações, quando se deseja o tempo de uma oscilação?
Para obter o tempo médio de uma oscilação.
· Observando os valores da tabela 1, o que podemos concluir em ralação período e comprimindo do fio.
O aumento do comprimento influência no do período, já que na fórmula do período é diretamente proporcional ao comprimento do fio.
T = 2*(L/g)1/2
· Baseado nos gráficos das questões 4.9 e 4.10, marque V para verdadeiro e F para falso:
(V) O período é diretamente proporcional ao comprimento.
(F) O período é inversamente proporcional ao comprimento.
(V) O período é diretamente proporcional ao quadrado do comprimento.
(F) O período é inversamente proporcional a raiz quadrada do comprimento.
· Qual a gravidade local encontrada?
T = 2*(L/g)1/2
1,79=2(0,80/g) 1/2
g= 9,86 m/s²
· Trace o gráfico de T em função de L (para os dados da tabela 1):
· Trace o gráfico T² em função de L (para os dados da tabela 1):
Conclusão:
Com a fórmula do período do pêndulo simples, percebemos que a amplitude e a massa do material não influenciam no período de oscilação, apenas o comprimento do fio irá intervir nos cálculos. 
Podemos admitir que existem erros nos resultados apresentados do procedimento realizado em laboratório. Estes erros foram contribuídos por questões locais, como a massa da haste (m3=1,7750g) e a massa do fio utilizadas no procedimento, podendo influenciar no período de oscilação do material utilizado, as condições do vento do ar-condicionado do laboratório, influenciando, também, no tempo de oscilação completa do pêndulo. 
Com este experimento, conseguimos perceber que a mudança de massa de material e amplitude não influenciam nos cálculos, como já qualificado, porém, qualquer alteração nas condições ambientes do local e do próprio conjunto de material utilizado em laboratório podem levar a alterações experimentais. Pela observação dos aspectos analisados, percebe-se que os erros relacionados influenciaram no resultado correto da gravidade encontrada.
Referências bibliográficas:
1. HALLIDAY, RESNICK, WALKER; Fundamentos de Física, Vol. 2, 8ª Edição, LTC, 2009. 
Sites:
· http://www.cepa.if.usp.br/e-fisica/mecanica/universitario/cap13/cap13_35.htm
2
L (cm)A (cm)m (gramas)
L1=1010m1= 45,768510 T1=6,910 T1=6,910 T1=6,9T1=0,69T² 1=0,476
L2=2010m1= 45,768510 T2=9,010 T2=9,010 T2=9,0T2=0,90T² 2=0,810
L3=3010m1= 45,768510 T3=10,810 T3=10,810 T3=10,7T3=1,08T² 3=1,159
L4=4010m1= 45,768510 T4=12,710 T4=12,610 T4=12,5T4=1,26T² 4=1,588
L5=6010m1= 45,768510 T5=15,310 T5=15,610 T5=15,5T5=1,55T² 5=2,392
L6=8010m1= 45,768510 T6=17,910 T6=17,910 T6=17,9T6=1,79T² 6=3,204
10 T (s)T (s)T² (s²)
TABELA 1
L (cm)A (cm)m (gramas)
L=8010m1= 45,768510 T6=17,910 T6=17,910 T6=17,9T6=1,79
L=8015m2= 14,239410 T9=18,010 T9=17,910 T9=17,9T9=1,79
10 T (s)T (s)
TABELA 3
L (cm)A (cm)m (gramas)
L=8010m1= 45,768510 T6=17,910 T6=17,910 T6=17,9T6=1,79
L=8015m1= 45,768510 T7=17,910 T7=17,910 T7=17,9T7=1,79
L=8020m1= 45,768510 T8=18,010 T8=17,910 T8=17,8T8=1,79
10 T (s)T (s)
TABELA 2
L (cm)A (cm)m (gramas)
L=8050m1= 45,768510 T10=18,3710 T10=18,46T6=1,84
T (s)
TABELA 4
10 T (s)