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1 JOICE DE ALMEIDA SILVA Experimento Pêndulo Físico Salvador-Bahia 2022 2 Resumo: O presente relatório trata de dois experimentos sobre pêndulos, o pêndulos físico, os objetivos principais são observar a influencia do período de oscilação, utilizando-se modelos matemáticos preestabelecidos para as devidas experiências. Podemos comprovar suas previsões teóricas e estimar o ponto em que a oscilação de um pêndulo físico será mínima. Palavra Chave: Experimento Pêndulo em Barra Salvador – Bahia 2022 3 Sumário Introdução -------------------------------------------------------------------4 Desenvolvimento-----------------------------------------------------------6 Conclusão---------------------------------------------------------------------10 Referencia---------------------------------------------------------------------11 Salvador - Bahia 4 Introdução O pêndulo é muito utilizado em estudos da força peso e do movimento oscilatório. A descoberta da periodicidade do movimento pendular foi feita por Galileu Galilei, Aproximadamente em 1581, realizou suas primeiras observações do estudo do movimento pêndulo. Seja um sistema em situação de equilíbrio estável que quando este sistema é levemente afastado dessa situação e liberado passa a executar um movimento periódico ou oscilatório em torno da posição de equilíbrio, chamado de movimento harmônico simples (MHS), se não existirem forças dissipadas, chama-se pêndulo físico qualquer corpo rígido suspenso por um ponto P, que realiza um movimento oscilatório num plano vertical, em torno de um eixo horizontal L passando por P. Os movimentos que se repetem em intervalos regulares ou indefinidamente são chamada de periódicos ou oscilações e estamos cercados destes movimentos: barcos oscilando no cais movimentam de pistões nos motores dos carros e as vibrações sonoras produzidas por um clarinete por exemplo. E é por isso que as oscilações desempenham um papel fundamental na física ( mecânica, optica, acústica e etc.) Para pequenas oscilações um pendulo físico realiza um movimento periódico, A expressão abaixo mostra que o período da oscilação 9T) esta relacionando com o movimento de inercia do corpo em relação ao eixo de rotação á massa total (m) e a distancia entre o ponto de suspensão e o centro de massa. Salvador – Bahia 2022 O pendulo físico é geralmente usada para medidas precisas da aceleração da gravidade (G). A relação do período pêndulo pode ser usada também para determinar o momento de inercia de qualquer formato pode ser 5 usada também para determinar o momento de inercia de qualquer formato, as demais grandezas devem ser conhecidas ou medidas apropriadamente. È importante notar que o período não depende das massas do pendulo e que a dependência do período com o eixo de rotação não é por acaso, pois o X tem dois termos cujas dependências como d são inversas. O Pêndulo físico, também conhecido por pendulo real, devido não ter uma distribuição uniforme de massa, é definido por um objeto de corpo rígido com qualquer forma suspenso por um ponto “O” que oscila em um plano vertical em torno de um eixo de rotação, fora do seu centro de massa. Podemos expressar o período do pêndulo físico para pequenas amplitudes, como: T= 2 √ Onde l é a inercia do corpo ou está oscilando, M massa, g Gravidade de local e X a distancia de suspensão. No momento em que um objeto é levemente afastado com um deslocamento angular θ do seu ponto de equilíbrio na vertical, e após liberado, começa a executar um movimento oscilatório em torno da posição de equilíbrio devido um torque restaurador exercido pela força p do próprio corpo. O presente experimento aborda um resumo acerca de movimento periódico pendulo físico a qual teve como objetivo investigar o movimento harmônico simples em um pêndulo físico, bem como determinar o momento de inercia. De um corpo trazendo em seu conteúdo uma Salvador – Bahia 2022 Fundamentação teórica acerca do tema como também uma apresentação dos resultados obtidos com a execução experimento. 6 Desenvolvimento Materiais barra com três furos Cronometro Suporte para sustentação Procedimento experimental Para um corpo oscilante do pêndulo físico utilizou – se uma régua uniforme com três furos. E escreveu a equação que relaciona o momento de inercia com o período. Com a balança mediu-se a massa da régua. Mediu se o comprimento total e localize o centro da massa. Mediu se a largura da régua Montou se um pêndulo físico com o primeiro furo como ponto de sustentação, moveu se a régua de sua posição de equilíbrio de um ângulo de 10° que foi medido com o transferidor. Ela oscilou em torno de sua posição de equilíbrio, mediu se o período T desta oscilação com, um cronômetro. Um melhor resultado foi medindo o tempo de 5 períodos de oscilações. 7 Salvador – Bahia 2022 L total Cm/ m La Lb Lc 59,0 25 cm 4,9 cm 8,2cm 9,0 Massa da régua 137,0 g Tempos de oscilação com a régua Furo A 1) 1,25410 2) 1,24780 3) 1,25500 4) 1,24705 8 5) 1,25095 T med. 125098 Furo b 1) 1,17825 2) 1,17775 3) 1,17655 4) 1,17585 5) 1,17510 T med. 1,17670 Furo c 1) 1881 2) 18887 3) 18901 4) 19934 5) 19756 T méd. 19982 Salvador – Bahia 2022 9 Para que se seja possível calcular o I experimental deve se isolar o I a partir da formula. √ I= Obtemos essa formula para calcular o L (a) Com esses resultados pode se afirmar que, quanto mais próximo o ponto de conexão for do centro de massa menor será o seu momento inercia, logo quanto mais longe o ponto for do centro de massa maior será o momento de inercia, Também se pode notar pelo tempo gasto nos dois pontos de conexão que, o ponto mais distante demorou menos tempo em suas oscilações do que os pontos mais próximos. Erros Dentre os erros mais comum de manuseio dos instrumentos que se pode citar estão, erros de medição dos comprimentos e no manuseio do micrometro, mesmo com os cálculos tendo sido conferidos podem ter ocorrido erros de cálculos. Além desses erros não se deve deixar de lembrar que devido o sistema não ser ideal, o atrito com o ar pode ter causado diferença nos tempos e assim causando erros nos cálculos, a dissipação de energia por outros tipos de forças dissipativas, como por 10 exemplo, o atrito da régua com a base na qual estava conectada, também podem ter causado essa diferença. Conclusão: A partir dos resultados obtidos, desta forma, quanto mais distante o ponto for do centro de massa menor será o tempo necessário para completar suas oscilações. Contudo, pode se concluir que a prática foi realizada com êxito, embora alguns valores tenha sido diferentes devidos erros experimentais. 11 Referências VELLONI, José Eduardo. Pêndulos. UNICAMP, 2007. Disponível em: <http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/ F809_sem1_2007/JoseE_Lunazzi_2o_grau_PendulosRF.pdf>. Acesso em: 20 de Abril de 2015. Salvador – Bahia 2022
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