Pêndulo Simples

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FÍSICA EXPERIMENTAL II
EXPERIMENTO 4: PÊNDULO SIMPLES.
OBJETIVO:
Ao término destas atividades o aluno deverá ser capaz de descrever o que ocorre com um pêndulo simples quando deslocado da posição de equilíbrio e solto.
- definir e identificar as grandezas físicas período e frequência;
- determinar o tempo médio de uma oscilação completa do pêndulo simples (período) com pequenas e diferentes amplitudes;
- construir o gráfico do período x amplitude de um pêndulo simples;
- determinar e comparar o período para diferentes comprimentos do pêndulo simples;
- construir o gráfico do período x comprimento do pêndulo simples;
- interpretar corretamente os diferentes gráficos obtidos e estabelecer as relações possíveis entre eles;
- observar alguns fatores que influem no período de um pêndulo simples.
MATERIAIS UTILIZADOS:
Sistema de sustentação principal;
Fio para massa pendular com engate rápido
Duas massas de materiais diferentes;
Uma régua;
Um cronômetro.
PROCEDIMENTO:
LEI DO ISOCRONISMO PARA PEQUENAS
OSCILAÇÕES NUM PÊNDULO SIMPLES
3.1) Desloque o pêndulo simples 10 cm da sua posição de equilíbrio e o abandone.
Descreva o observado em relação ao movimento do pêndulo simples.
RESP.: Observa-se que ao abandonarmos o pêndulo, as forças atuantes no sistema, força peso e a tensão no fio, fazem com que o mesmo oscile em torno do ponto de equilíbrio. 
Determine o intervalo de tempo que o pêndulo leva para executar uma oscilação completa.
RESP.: 0,85s
Refaça por três vezes a atividade anterior, anotando, para cada caso, o tempo que o pêndulo levou para executar uma oscilação completa.
RESP.: 1ª - 0,9 s; 2ª – 0,87 s; - 3ª – 0,88 s.
Nas vezes que você repetiu a atividade, o valor encontrado para cada oscilação completa foi o mesmo? Justifique.
RESP.: Não. Isto ocorre devido a falha na marcação do tempo.
3.2) Determine o intervalo de tempo que o pêndulo leva para executar 10 oscilações completas.
RESP.: 11,13 s.
Com o intervalo de tempo obtido, calcule o tempo médio que o pêndulo levou para executar uma oscilação completa.
RESP.: 1,11 s
3.3) Justifique o motivo pelo qual se sugeriu o método adotado no item 5.2 e não o de uma única e simples medida para determinar o período (T).
RESP.: Porque a possibilidade de erro na leitura do tempo para de uma única oscilação é muito maior.
3.4) Procure determinar a frequência f do pêndulo utilizado nesta atividade.
RESP.: f=1/T
f=0,9 Hz
3.5) Desloque o pêndulo sucessivamente para amplitudes de 5, 10, 15, 20 e 25 cm, medindo o tempo de 5 oscilações, preenchendo a 1ª coluna existente na tabela 1
	Com os dados obtidos preencha a 2ª e 3ª colunas.
	
	Deslocamento inicial (cm)
	Tempo de oscilações (s)
	Período (s)
	Frequência (Hz)
	1
	5
	5,47
	1,09
	0,91
	2
	10
	5,53
	1,10
	0,9
	3
	15
	5,55
	1,11
	0,9
	4
	20
	5,60
	1,12
	0,89
	5
	25
	5,94
	1,18
	0,84
Tabela 1
	3.6) A partir dos valores tabelados, construa o gráfico do período x pequenas amplitudes deste pêndulo.
Existe alguma relação para a qual tendem o período em função das amplitudes sofridas pelo pêndulo simples?
RESP.: O período aumenta de acordo com a amplitude.
3.7) Construa o gráfico da frequência x pequenas amplitudes deste pêndulo e tire conclusões.
A frequência diminui quando se aumenta a amplitude.
LEI DAS MASSAS E DAS SUBSTÂNCIAS PENDULARES
3.8) Com o prumo de menor massa, desloque o pêndulo de uma pequena amplitude e meça o tempo para 5 oscilações completas. Troque o prumo pelo de massa maior e refaça as medidas, completando com os dados obtidos a tabela 2.
	
	Massa do pêndulo (g)
	Tempo de 5 oscilações (s)
	Período (s)
	Frequência (Hz)
	1
	50
	5,22
	1,04
	0,96
	2
	8
	5,28
	1,05
	0,95
Tabela 2
Como estão relacionados o período e a frequência de um pêndulo simples?
RESP.: Quanto maior o período, menor a frequência.
Utilizando os dados da tabela 2, o que você conclui a respeito do período (e consequentemente da frequência) de um pêndulo, quando variamos a massa oscilante e mantemos fixo o comprimento?
RESP.: Com este experimento, podemos observar que a velocidade de oscilação do pêndulo não se altera com a variação da massa oscilante. 
LEI DOS COMPRIMENTOS DO PÊNDULO SIMPLES
3.9) varie o comprimento do pêndulo e determine o período para cada caso solicitado na tabela 3, de modo a preencher as lacunas existentes:
	
	Comprimento do pêndulo (cm)
	Tempo de 10 oscilações (s)
	Período (s)
	Frequência (Hz)
	1
	10
	6,94
	0,69
	1,44
	2
	15
	8,47
	0,84
	1,19
	3
	20
	9,41
	0,94
	1,06
	4
	25
	10,37
	1,03
	0,97
	5
	30
	11,25
	1,12
	0,89
Tabela 3
3.10) Com os dados obtidos faça o gráfico do período x comprimento do pêndulo.
Como o período do pêndulo simples está relacionado com o seu comprimento?
RESP.: Quanto maior o comprimento do pêndulo, maior o período.
3.11) Sabendo que T=1/f, o que você espera que aconteça quando o comprimento do pêndulo aumenta? Verifique a validade da sua resposta.
RESP.: Espera-se que a frequência diminua de acordo com o aumento do comprimento do pêndulo.
IMAGENS:
CONCLUSÃO:
COM A REALIZAÇÃO DESTA EXPERIÊNCIA, PUDEMOS COMPROVAR QUE AO ABANDONARMOS UM PÊNDULO SIMPLES FORA DE SUA POSIÇÃO DE EQUILÍBRIO, AS FORÇAS ATUANTES NO SISTEMA FAZEM COM QUE O MESMO OSCILE EM TORNO DA POSIÇÃO DE EQUILÍBRIO. OBSERVAMOS AINDA QUE O PERÍODO E FREQUÊNCIA DAS OSCILAÇÕES NÃO SE ALTERAM COM A ALTERAÇÃO DA MASSA OSCILANTE DO PÊNDULO, APENAS QUANDO ALTERAMOS A AMPLITUDE E O TAMANHO DO PÊNDULO.