PÊNDULO FÍSICO

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
Disciplina: 6643/03
Experimento 2: Pêndulo Físico
ACADÊMICOS: 	Iago Mello Martins;					R.A.:134760; Matheus Henrique Rossi;				R.A.:133607;
						PROFESSOR: Fernando Rodrigues.
Maringá
Outubro de 2024
RESUMO
O fenômeno físico estudado durante a realização do experimento do Pêndulo Físico foi o Movimento Periódico e Oscilatório, sendo que o objetivo de tal estudo é determinar a aceleração da gravidade no local onde o experimento foi realizado, comparando os valores calculados com o valor teórico. 
No Pêndulo Físico, o experimento foi direcionado utilizando uma barra com uma massa considerada, que oscilava em torno de um ponto a um ângulo pré determinado, onde aferiu-se o tempo médio de 10 oscilações, determinando assim o tempo médio de um período. 
Os resultados obtidos no experimento serviram como base para então calcular a aceleração da gravidade e a dependência dos resultados em função do ângulo.
INTRODUÇÃO
 O estudo dos movimentos oscilatórios é a base fundamental de alguns dos maiores avanços da humanidade com relação a ciência, como por exemplo, a primeira mensuração com precisão da aceleração da gravidade, a comprovação científica da rotação da Terra, além de inúmeros benefícios tecnológicos, por exemplo, a invenção dos primeiros relógios mecânicos, entre outros. 
É importante entendermos a diferença de período e oscilação, pois com base nessas definições podemos entender como esses fenômenos foram expressivamente fundamentais ao longo da evolução, e assim chegar as expressões matemáticas que calculam a aceleração gravitacional. Podemos definir o período como sendo o tempo gasto para que o pêndulo possa completar um ciclo completo, ou seja, quando sua posição se repete em intervalos de tempos iguais. Já o movimento oscilatório, pode ser entendido como um corpo que oscila, e tal movimento ocorre em torno de um ponto de equilíbrio. Quando unimos esses dois movimentos é então dado origem ao movimento harmônico. Quando o movimento oscilatório se mantém constante ele é denominado Movimento Harmônico Simples.
Já quando a amplitude diminui, ao longo do tempo, temos o Movimento Harmônico Amortecido, estudado para realizar a prática deste experimento. Onde será comprovado o valor da aceleração gravitacional e será calculado o desvio padrão em relação ao valor teórico e valor prático. 
OBJETIVOS 
· Estudar o movimento do pêndulo físico; 
· Determinar o valor da aceleração gravitacional através de um pêndulo físico; 
· Apontar a influência da amplitude angular do pêndulo em relação ao tempo de oscilação; 
· Comparar os resultados obtidos experimentalmente com os valores teóricos apresentados no material didático.
MATERIAIS UTILIZADOS:
· Barra de metal com suporte (Pêndulo Físico);
· Cronômetro;
· Trena;
· Transferidor;
· Balança;
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O experimento foi realizado no laboratório de Física Experimental, localizado na cidade de Maringá, onde está situada a Universidade Estadual de Maringá (UEM), no bloco G68, com a orientação do docente sobre seus discentes. No experimento foi utilizado objeto comprido que apresenta uma massa pendular, em formato de barra, de 292 g, que foi determinado em uma balança de precisão (com desvio de ±1,0), sendo que tal objeto possui comprimento de 49 cm, medida essa, que foi medido utilizando-se uma trena. Fixou-se o orifício do pêndulo em um eixo de rotação, esse eixo estava fixado em uma bancada, permitindo assim um livre movimento oscilatório do objeto. Em seguida, com um transferidor, alocado no centro do orifício da extremidade do suporte, que estava fixado em um eixo de rotação, regulou-se a abertura angular em θ =9,0°, tendo em vista a relação de que o ângulo não deve ser maior do que 15,0° a partir do ponto de equilíbrio.
Para a realização deste experimento, deslocou-se a massa pendular da sua posição inicial, no qual se encontra em situação de equilíbrio, até o ângulo pré-determinado, com a utilização de um cronômetro foi possível medir o tempo de 10 períodos, repetindo-se 3 vezes.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os resultados apresentados na tabela seguinte são provenientes de dados coletados durante a realização do experimento:
Tabela 1: Tabela dos dados experimentais para o pêndulo físico.
	T1(s)
	T2(s)
	T3(s)
	T4(s)
	T5(s)
	Tm(s)
	11,27
	11,33
	11,45
	11,37
	11,45
	11,374
	m= 292 L= 49cm θ= 9º
 Obteve-se para esse experimento o tempo médio de 11,374 segundos para que o pêndulo físico tivesse um período de 10 oscilações. Para somente uma oscilação, o objeto estudado leva 1,1374 segundos. Como conhecemos o comprimento (L) do pêndulo e seu período (T), podemos utilizar a equação da gravidade para pêndulos físicos, que seria:
Substituindo os valores do experimento na equação, lembrando de elevar o período ao quadrado e transformar o tamanho de centímetros para metros, pois o valor da aceleração é dado em m/s², obtemos:
 O resultado embasa que o experimento fornece através dos cálculos, a aceleração da gravidade. Podendo ainda, calcular o desvio percentual do valor obtido experimentalmente com o valor teórico que resulta em 1,617%. Concluímos que a diferença entre o valor obtido experimentalmente e o valor teórico, é de 1,617%.
CONCLUSÃO
Para finalizar o relatório, pode-se dizer que o objetivo do experimento foi atingido e, assim, conclui-se que a atuação da força de atrito da massa pendular com o meio por um tempo mais longo, faz com que a amplitude de oscilação do pêndulo físico diminua com o tempo. Sendo assim, a amplitude obedece a uma função que diminui com o tempo. Também é importante salientar que tal estudo foi importante para entender sobre como ocorre os movimentos oscilatórios e seus períodos, findando assim uma base de entendimento sobre as equações que são a base do movimento.
REFERÊNCIAS
Halliday, Resnick. Décima edição, “Jearl Walker, Fundamentos da Física, Gravitação, Ondas e Termodinâmica''. Vol 2.
Mukai, H., Fernandes, P. R. G., “Manual de Laboratório – Física Experimental II”, Departamento de Física, Universidade Estadual de Maringá, 2018.
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