Experimento 1 - Pendulo Simples

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Laboratório de Física – Relatório
Pêndulo Simples – Determinação da aceleração da Gravidade e M.H.S
 
	Aluno
	Matrícula
	FLAVIO NERY DE CARVALHO
	A25326-2
	DOUGLAS EMIDIO PATRIOTA
	667275-2
	CLAUDIO ROBERTO MIRANDELA
	A21229-9
	ALBERT QUEIROZ SILVA
	A17561-0
	ANTONIO CARLOS MONTANDON JUNIOR
	S97362-7
Complementos de Física- Laboratório Elijaime 
30 de Setembro de 2010
Introdução Teórica
O pêndulo simples consiste de um pequeno corpo de massa m suspenso em um ponto fixo por um fio inextensível e de peso desprezível. Quando afastado de sua posição de equilíbrio e abandonado, o corpo oscila em torno desta posição. Na figura abaixo, desprezando-se a resistência do ar, estão representadas as forças que atuam sobre a massa: a tração T do fio e peso P. Na figura temos os seguintes elementos:
L é o comprimento do fio.
X é a projeção do movimento da massa sobre o eixo horizontal.
α é o ângulo formado entre a posição de equilíbrio e o ponto de máxima extensão, medido em radianos.
 T é a força tração na corda.
 P é a força peso.
 Px é a força restauradora.
m é a massa pendular
A componente tangencial do peso, Px , é a força restauradora do movimento oscilatório do pêndulo e sua intensidade é dada por:
Desta equação vemos que o pêndulo simples não é rigorosamente um movimento harmônico simples, pois Pt não é diretamente proporcional a elongação x . Lembre-se, o M.H.S é caracterizado por uma força restauradora cujo módulo é diretamente proporcional a elongação x, como para o oscilador massa – mola, onde a força restauradora é dada pela Lei de Hooke:
Por outro lado, para pequenas amplitudes de oscilação (Ө < 10º) , o valor do arco BC na figura 1 é praticamente igual a projeção do movimento da massa sobre o eixo horizontal x , sendo o triângulo ABC praticamente retângulo, e consequentemente . Substituindo este resultado na equação (1) temos a seguinte equação para a componente tangencial da força na condição de pequenas oscilações:
(considerando o ângulo Ө < 10º)
Descrição do Experimento
	Objetivos:
Provar a conservação da quantidade de movimento, analisando o choque (elástico) entre dois móveis que se deslocam ao longo de uma pista com velocidade constante.
Materiais:
Pêndulo de fio fino
Cronômetro
Massas diferentes (Chumbada de pescaria)
Balança
Régua Milimetrada
Procedimentos:
O pêndulo já vem montado. A regulagem do tamanho do fio é feita enroscando a linha na base de sustentação. Uma segunda massa (chumbada de pesca) será presa à massa original do pêndulo com o auxílio de um adesivo.
1º Regulamos o comprimento do fio para aproximadamente 1,0m. Em seguida, afastamos da posição de equilíbrio de 10 cm e deixamo-lo oscilar. Determinamos após isso o período de uma oscilação, dividindo o tempo necessário para o pêndulo executar dez períodos de oscilação por dez. (para se obter um tempo médio das oscilações)
Período referente à massa m1 = 33,45g
Substituímos a massa e repetimos o procedimento acima para a nova massa m2
Período referente à massa m2 = 78,68g
Para L = 10m determinamos o período de oscilação para vários valores de amplitude de oscilação, que corresponde a distância máxima da massa em relação a posição de equilíbrio do pêndulo medida na horizontal, indicados na tabela abaixo.
	Amplitude (m)
	Tempo de 10 oscilações (s)
	Período T(s)
	0,05
	19,98
	1,998
	0,10
	19,66
	1,996
	0,15
	19,76
	1,976
	0,60
	20,53
	2,053
Colocamos o pêndulo próximo a borda da mesa e para uma pequena amplitude de oscilação, no máximo 10º, variamos o comprimento do fio de acordo com a tabela abaixo
	Comprimetro L (m)
	Tempo de 10 oscilações
	Periodo T (s)
	Raiz quadrada do Comprimento 
	0,3
	10,82
	1,082
	0,547
	0,4
	12,84
	1,284
	0,632
	0,5
	14,34
	1,434
	0,707
	0,7
	16,95
	1,695
	0,836
	0,8
	17,75
	1,775
	0,894
	0,9
	18,89
	1,889
	0,948
	1,0
	20,10
	2,010
	1
Análise dos Dados e Desenvolvimento
01) Para o item (1) do procedimento, determinamos a freqüência angular do pêndulo.
02) O pêndulo executa um M.H.S. Para situação acima onde a amplitude inicial é x0 = 0,1m (10cm ), determine a equação de movimento para este pêndulo. Lembre-se, a equação de movimento do M.H.S tem a seguinte forma geral: 
3) Baseado nos dados experimentais, comente a dependência (relação) do período de oscilação de um pêndulo simples com a massa , com a amplitude e com o comprimento do fio.
FLAVIO
04) A partir da tabela anterior, faça em papel milimetrado os gráficos e comente o significado dos mesmos.
MIRANDELA
05) Faça uma estimativa do valor da aceleração da gravidade a partir do gráfico x T.
MIRANDELA
06) Compare o valor obtido no item anterior com o valor g = 9,81m/s2, calculando o erro percentual.
MONTANDON 
07) Como melhorar a precisão deste experimento?
MONTANDON
Conclusão
DOUGLAS E ALBERT melhorar a introdução, fazer a conclusão (execelente nada de meia boca)
Bibliografia
NUSSENZVEIG, Moyses; Curso de Física Básica 1. 4ª Edição, Edgard Blücher, São Paulo, 2002.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl; Fundamentos da Física 1 Mecânica. 4. Ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 1996. 330 p.
NETO, L. F. Roda de bicicleta e cadeira giratória. Disponível em:
http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05 78.asp. Acessado em 10 Set. 2010.
MOMENTO LINEAR. Disponível em:
http://www.fisicaequimica.net/mecanica/momento.htm. Acessado em 10 Set. 2010.
Física - Teoria : Movimento. Disponível em:
http://br.syvum.com/cgi/online/serve.cgi/materia/fisica/movimento1.html. Acessado em 10 Set. 2010.
	
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