Fisica geral e experimentral - pêndulo simples pdf

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IDENTIFICAÇÃO 
 
 
 
 Nome: Gelson Angelo Ghessi. 
 Curso: Engenharia Civil 
 Disciplina: Física Geral e Experimental-Pêndulo Simples 
 Faculdade: Ampli Pitágoras / Anhanguera 
 
TÍTULO: PÊNDULO SIMPLES. 
OBJETIVO: O objetivo deste experimento é explorar e observar movimentos que se repetem regularmente 
ou indefinidamente em determinado intervalo de tempo, podem ser chamados de oscilatórios ou periódicos. 
 
 
 1.INTRODUÇÃO: 
 
O princípio de Arquimedes (ou teorema de Arquimedes) diz que “Todo sólido imerso parcial ou totalmente em 
um líquido está sujeito a uma força vertical, de baixo para cima, denominada empuxo, correspondente ao 
peso do volume do líquido deslocado por este sólido”. 
Este princípio é válido para líquidos e gases, que são ambos fluidos. O empuxo é a força resultante exercida 
em toda a superfície do corpo pelo fluido que o envolve 
 
2.OBJETIVOS: 
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. 
 
 
 
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: 
 
 
Onde: 
I = Momento de inércia. 
m = Massa do corpo. 
g = Aceleração da gravidade. 
d = Distância do ponto fixo ao centro de massa do corpo. 
 
A frequência de oscilação do movimento do pêndulo simples é: 
 
Onde: 
n = Número de oscilações. 
∆𝑡 = Intervalo de tempo das oscilações. 
 
 
Ou pode ser escrita como: 
 
Outro conceito analisado no movimento de pêndulo simples é o de “frequência angular”, sendo descrito pela 
equação descrita abaixo: 
 
Onde: 
L = Comprimento do fio do pêndulo. 
g = Aceleração da gravidade. 
 
 
3.MATERIAIS: 
 
 
 • Regulador de comprimento; 
 • Cronômetro; 
 • Cabo; 
 • Corpos de prova com 10, 20, 50 e 70 g. 
 
 
4.PROCEDIMENTOS: 
 
1. AJUSTANDO O EXPERIMENTO 
Ajuste o comprimento do fio para 250 mm e associe o peso de 50 g ao cabo. 
2. SOLTANDO O PÊNDULO 
Solte o pêndulo de um ângulo inicial igual a 15°. Cronometre cinco vezes o tempo referente a 10 
oscilações. 
3. REPETINDO COM OUTROS PESOS E COMPRIMENTOS 
 
 
Desassocie o corpo de prova do fio e repita o experimento com os outros pesos disponíveis, 
alterando também o comprimento do fio. Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste 
roteiro, e responda de acordo com o que foi observado no experimento 
 
 
 
 
 
 5.RESULTADOS ENCONTRADOS: 
 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
 
1 Utilize as equações apresentadas no sumário teórico e os dados obtidos no experimento para 
calcular a aceleração da gravidade, frequência e frequência angular. Calcule também o período 
médio, através da média aritmética dos períodos encontrados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 • m= 50g -> 0,05kg 
 • L= 400mm - > 0,4m 
 • Ângulo inicial = 15° 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 • m= 70g -> 0,07kg 
 • L= 400mm -> 0,4m 
 • Ângulo inicial = 15° 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 O peso inserido no pêndulo exerce alguma influência sobre o período de oscilação? Explique. 
 
 
 Não exerce influência alguma sobre o período de oscilação, uma vez que a própria 
equação mostra que a relação da gravidade e o comprimento do fio do pêndulo são elementos 
suficientes para determinar o período de oscilação. 
 
 
 
3 Você ob servou alguma relação entre o comprimento do fio e período de oscilação? Explique. 
 
 
Se levar em consideração apenas as equações existe sim relação entre comprimento e 
período de oscilação. Mas durante a prática confesso que não observei influência da mudança 
do comprimento no período de oscilação.