Relatório Experimento Pêndulo Simples

Prévia do material em texto

<p>1</p><p>Atividade Prática Pêndulo Simples</p><p>Rafaela C.S.Soares</p><p>Centro Universitário Uninter</p><p>Av. Getúlio Vargas, 5664 - Carneirinhos, João Monlevade - MG, 35930-004</p><p>e-mail: santosrafaela37@yahoo.com.br</p><p>Resumo. O objetivo do experimento é verificar a relação do período e massa pendular da (Lei das</p><p>massas), amplitude, comprimento e a aceleração pendular. Determinar experimentalmente o valor</p><p>da aceleração gravitacional do local onde está sendo feito o experimento e por fim criar um mapa</p><p>com resultados de diferentes partes do Brasil.</p><p>Palavras-chave: (Gravidade, Pêndulos, Massa, Aceleração)</p><p>Introdução</p><p>Um pêndulo é um sistema composto por</p><p>uma massa acoplada a um pivô que permite sua mo-</p><p>vimentação livremente. A massa fica sujeita à força</p><p>restauradora causada pela gravidade.</p><p>Existem inúmeros pêndulos estudados por</p><p>físicos e utilizado por engenheiros, já que estes des-</p><p>crevem-no como um objeto de fácil previsão de mo-</p><p>vimentos e que possibilitou inúmeros avanços tec-</p><p>nológicos, mas o modelo mais simples, e que tem</p><p>maior utilização é o Pêndulo Simples.</p><p>O movimento do pêndulo simples pode se</p><p>constituir num exemplo de movimento harmônico</p><p>simples desde que o movimento seja restrito a pe-</p><p>quenas oscilações, ou seja, o ângulo de abertura do</p><p>pêndulo, amplitude, é muito pequeno. Este experi-</p><p>mento será realizado considerando está restrição,</p><p>isto é, o ângulo máximo que o fio pode formar com</p><p>a vertical deve ser menor que 10º. Iremos testar está</p><p>restrição verificando a relação existente entre o pe-</p><p>ríodo pendular e a amplitude do pêndulo.</p><p>Também fará parte deste experimento a ve-</p><p>rificação da relação entre o período do pêndulo e</p><p>sua massa pendular e a relação entre o período e o</p><p>comprimento pendular.</p><p>Procedimento Experimental</p><p>Conforme descrito anteriormente o experimento</p><p>tem como objetivo de comparar o comprimento do fio</p><p>e a variação angular através das oscilações,</p><p>comparando o ângulo e a amplitude com a variação de</p><p>massas. Foi montado painel conforme figura 1 , usando</p><p>massa pendular de 50g, com um fio de linha com</p><p>comprimento de L= 0,80 m. Após montado conforme</p><p>roteiro da atividade prática é necessário fazer medições</p><p>de 10 oscilações mantendo o comprimento L e o ângulo</p><p>inicial.</p><p>Figura 2 - Registro de aluno durante o experimento</p><p>Tabela 1- Ralação entre período e a massa pendular</p><p>Na segunda etapa a proposta feita, foi verificar a</p><p>variação do ângulo inicial mantendo o comprimento (L)</p><p>da linha e com a mesma massa de 50g, repetindo 3</p><p>xxxxxxxxxxxx</p><p>##</p><p>####</p><p>2</p><p>vezes em 10 oscilações e verificar um valor mais exato,</p><p>conforme feito na primeira parte do experimento.</p><p>Tabela 2 – Relação entre o período e a amplitude</p><p>Para finalizar o experimento seria necessário</p><p>encontrar a gravidade no local onde o experimento</p><p>estava sendo realizado, nessa etapa foi mantida a massa</p><p>de 50g e o ângulo inicial de partida, porém tivemos</p><p>variação no comprimento ( L) do pêndulo, para</p><p>assim podermos analisar em cenários adversos os</p><p>valores de gravidade e assim que os valores forem</p><p>coletados eles daria a gravidade aproximada do</p><p>local onde o experimento foi realizado.</p><p>Tabela 3 – Relação entre o período e o comprimento pendular</p><p>Análise e Resultados</p><p>Nessa etapa foi solicitado a construção de um</p><p>gráfico do período T versus o comprimento do fio L,</p><p>qual o aspecto da curva apresentado no gráfico e a</p><p>equação da curva.</p><p>Gráfico 1- Período T x Comprimento L</p><p>Equação: T = -1,7665L2 + 3,4569L+ 0,0173</p><p>(Parábola)</p><p>Em seguida foi solicitado que fosse realizado a</p><p>mudança de variável elevando o período T2 e construir</p><p>um novo gráfico T2 versus o comprimento do fio de</p><p>linha (L)para linearizar o gráfico.</p><p>Gráfico 2 – Período do T2 x Comprimento L</p><p>É possível notar que o período elevado ao quadrado</p><p>a linha tem a tendência de se tornar mais linear, assim</p><p>modificando a equação para uma equação de segundo</p><p>grau.</p><p>E por fim foi período e o comprimento pendular são</p><p>relacionados pela expressão:</p><p>𝟒𝝅𝟐</p><p>𝒈</p><p>= 𝟑, 𝟖𝟏𝟑𝟒</p><p>𝟒𝝅𝟐</p><p>𝟑, 𝟖𝟏𝟑𝟒</p><p>= 𝒈</p><p>𝒈 = 𝟏𝟎, 𝟑𝟓 𝐦/𝐬𝟐</p><p>Figura3 - Localização Geográfica do Polo</p><p>Aceleraçã</p><p>o da</p><p>Período T</p><p>(s)</p><p>gravidade</p><p>local g</p><p>(m/s2)</p><p>10T1 10T2 10T3 10Tmédio T2</p><p>0,75 15,93 16,24 16,52 16,23 1,623 2,634129 11,24</p><p>0,7 15,82 15,78 15,97 15,85 1,585 2,514127 10,991</p><p>0,65 15,05 14,74 15,08 14,95 1,495 2,235025 11,481</p><p>0,6 13,83 14,27 14,27 14,12 1,412 1,993744 11,88</p><p>0,55 13,62 13,96 13,04 13,54 1,354 1,833316 11,843</p><p>0,5 12,56 13,31 12,75 12,87 1,287 1,656369 11,917</p><p>0,45 11,66 12,19 12,51 12,12 1,212 1,468944 12,093</p><p>0,4 11,18 11,27 11,32 11,25 1,125 1,265625 12,477</p><p>0,35 11,14 10,8 10,63 10,89 1,089 1,185921 11,651</p><p>11,675</p><p>1,681 2,825761 11,176</p><p>Valor aceleração</p><p>gravidade médio:</p><p>Comprimento</p><p>Pendular L (m)</p><p>Tempo de 10 oscilações 10T (s)</p><p>0,8 16,32 17,87 16,31 1,681</p><p>3</p><p>Conclusão</p><p>O experimento realizado consistiu na análise do</p><p>comportamento de pêndulos simples sob diferentes</p><p>condições, variando comprimento, massa e</p><p>amplitude. Os objetivos incluíam investigar a</p><p>relação entre período e comprimento do pêndulo,</p><p>bem como entender como a amplitude afeta o</p><p>período de oscilação. Os resultados revelaram uma</p><p>clara relação entre o período e o comprimento do</p><p>pêndulo, confirmando a teoria estabelecida. Além</p><p>disso, observei que a amplitude não afeta</p><p>significativamente o período de oscilação para</p><p>pequenas amplitudes. Esses resultados sugerem que</p><p>pêndulos simples podem ser utilizados de forma</p><p>confiável em aplicações práticas, como relógios e</p><p>metrônomos. A partir desses achados, novas</p><p>possibilidades de pesquisa podem surgir, como a</p><p>investigação de pêndulos simples em ambientes com</p><p>diferentes condições gravitacionais ou a aplicação de</p><p>técnicas avançadas de análise para compreender</p><p>melhor o comportamento desses sistemas físicos. O</p><p>experimento foi de grande aprendizado e fixação e</p><p>de aprendizado referente ao conteúdo da matéria.</p><p>Referências</p><p>YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Física</p><p>II: termodinâmica e ondas. 12. ed. São Paulo:</p><p>Pearson, 2008. E-book. Disponível em:</p><p>https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 30</p><p>mar. 2024.</p><p>https://padlet.com/criscruz1972/acelera-o-da-</p><p>gravidade-local-m-dulo-ai-2024-</p><p>9xxicolarn3wmlm8</p><p>https://padlet.com/criscruz1972/acelera-o-da-gravidade-local-m-dulo-ai-2024-</p><p>https://padlet.com/criscruz1972/acelera-o-da-gravidade-local-m-dulo-ai-2024-</p><p>https://padlet.com/criscruz1972/acelera-o-da-gravidade-local-m-dulo-ai-2024-9xxicolarn3wmlm8</p>