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1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE FÍSICA PÊNDULO SIMPLES PÊNDULO SIMPLES Os movimentos que se repetem regularmente ou indefinidamente em determinado intervalo de tempo, podem ser chamados de oscilatórios ou periódicos. Pode-se observar estes movimentos em diversas situações em nosso dia a dia, como por exemplo, o movimento oscilatório de barcos atracados no cais, os pistões de um automóvel em movimento, um instrumento musical produzindo vibrações sonoras, entre outros. Deste modo, as oscilações possuem um importante papel nos mais diversos ramos da física, tais como: mecânica, ondas, óptica etc. Dentro da classe de movimentos oscilatórios encontra-se o movimento do pêndulo simples. O sistema idealizado de pêndulo simples consiste em um fio leve de comprimento “L” que não sofre extensões ou deformações, como pode ser visto na figura abaixo. A extremidade superior do fio é fixada na base do pêndulo simples e a outra extremidade é associada ao peso de massa m que proporcionará a oscilação. O esquemático das forças no movimento de pêndulo simples pode ser observado na figura abaixo. Figura 1 – Esquematização de um pêndulo simples e as forças atuantes em seu movimento. mailto:contato@algetec.com.br 2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE FÍSICA PÊNDULO SIMPLES Quando o corpo de massa m é removido da sua posição de inércia (equilíbrio) e colocado em uma posição de ângulo conhecido para ser solto, este corpo passa a oscilar em um plano vertical, e a força restauradora ocorre em função da ação da gravidade. EQUAÇÕES DO PÊNDULO SIMPLES As equações que regem o comportamento do sistema no movimento de pêndulo simples estão dispostas a seguir. Sendo o período (T) em função do comprimento (L) do fio que determina o pêndulo simples. O período do movimento do pêndulo, para pequenos ângulos, é determinado pela equação 1. 𝑇 = 2𝜋√ 𝐿 𝑔 (1) Onde: L = Comprimento do fio do pêndulo g = Aceleração da gravidade Desta forma é permitida a determinação da aceleração da gravidade pela determinação do período T e do comprimento L do fio. O pêndulo simples consiste em um sistema que oscila em torno de um eixo de rotação perpendicular ao plano em que se movimenta. Diante da segunda lei de Newton para corpos de grandes extensões, tem-se: 𝑇 = 2𝜋√ 𝐼 𝑚𝑔𝑑 (2) Onde: I = Momento de inércia m = Massa do corpo g = Aceleração da gravidade d = Distância do ponto fixo ao centro de massa do corpo mailto:contato@algetec.com.br 3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE FÍSICA PÊNDULO SIMPLES A frequência de oscilação do movimento do pêndulo simples é: 𝑓 = √ 𝑛 ∆𝑡 (3) Onde: n = Número de oscilações ∆𝑡 = Intervalo de tempo das oscilações Ou pode ser escrita como: 𝑓 = 1 𝑇 (4) Outro conceito analisado no movimento de pêndulo simples é o de “frequência angular”, sendo descrito pela equação descrita abaixo: 𝜔 = √ 𝑔 𝐿 (5) Onde: L = Comprimento do fio do pêndulo g = Aceleração da gravidade mailto:contato@algetec.com.br
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