experimento 4

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Física EXPERIMENTAL II
PROF.: DÉCIO ALVES DA SILVA
EXPERIMENTO N° 4
Pêndulo Simples
Aluno: 
Matrícula: 
Turma: 3079
Rio de Janeiro, 08 de setembro de 2015.
Pêndulo simples 
1 - OBJETIVOS
Realizar experiências quantitativas do movimento de um pêndulo simples 
Descrever o que ocorre com um pêndulo simples quando deslocado da posição de equilíbrio e solto.
Determinar o tempo médio de uma oscilação completa de pêndulo simples (período) com pequenas e diferentes amplitudes.
Construir gráficos do período versus amplitude de um pêndulo simples.
Determinar e comparar o período versus diferentes massas do pêndulo simples.
Determinar e comparar o período versus diferentes comprimentos do pêndulo simples.
Construir o gráfico do período versus comprimento do pêndulo simples.
Interpretar corretamente os diferentes gráficos obtidos e estabelecer as relações possíveis entre elas.
Mencionar alguns fatores que influenciam no período de um pêndulo simples.
2 – PRÉ-REQUISITOS:
Conceito de um sistema de pêndulo simples.
3 – Montagem 
Execute a montagem, posicionando o fio pendular na esfera correspondente.
4 - Andamento do Experimento
4.1- Desloque o pêndulo simples 10 cm da sua posição de equilíbrio 
a) Descreva o observado em relação ao movimento executado pelo pêndulo
R: Quando afastamos o pêndulo da posição de repouso e soltamos, o pêndulo realiza oscilações. Desconsiderando a resistência do ar, as forças que atuam sobre o pendulo são as de tensão do fia e o peso da massa.
Determine o intervalo de tempo que o pêndulo leva para executar uma oscilação completa.
R: 1,47s.
Refaça por três vezes a atividade anterior, anotando cada para cada caso, o tempo que o pêndulo levou para executar uma oscilação completa.
Tabela n° 1 tempo de oscilação do pêndulo
	IT
	Deslocamento inicial (Cm)
	Tempo de Oscilação (s)
	1ª
	10 Cm
	1,38s
	2ª
	10 Cm
	1,37s
	3ª
	10 Cm
	1,49s
O valor encontrado para cada oscilação completa foi o mesmo?
R: Não
Justifique a sua resposta:
R: O tempo não foi o mesmo, mas variou pouco, pois existe o erro de sincronismo na cronometragem.
R: Não porque o ponto de partida nunca será o mesmo.
4.2 - Determine o intervalo de tempo que o pêndulo leva para executar 10 oscilações completas:
R: 13,38s
Com o intervalo de tempo obtido, calcule o tempo médio que o pêndulo levou para executar uma oscilação completa.
R: 
4.3 – Justifique a utilização do método adotado no item 4.2 e não o de uma única e simples medida para determinar o período (T).
R: Devido à dificuldade que seria de medir uma única oscilação num curto espaço de tempo, tendo em vista que o período varia muito pouco.
4.4 – Determine a frequência “F” (Número de oscilações completas realizadas pelo pêndulo em 1 segundo) utilizado nesta atividade
R: 
4.5 - Desloque o pêndulo sucessivamente para amplitudes de 5, 10, 15, 20, 25 cm. Medindo o tempo de 5 oscilações, preenchendo a primeira coluna da tabela 2.
Tabela n°2: tempo de oscilação do pêndulo
	N°
	Deslocamento. Inicial (cm)
	Tempo de oscilação (s)
	Período (T=segundos)
	Frequência (f= Hz)
	1
	5
	6,36s
	1,27s
	0,787Hz
	2
	10
	6,44s
	1,28s
	0,781Hz
	3
	15
	6,48s
	1,29s
	0,775Hz
	4
	20
	6,63s
	1,32s
	0,757Hz
	5
	25
	6,73s
	1,34s
	0,746Hz
Com os dados obtidos preencha a terceira coluna da tabela 2.
4.6 - A partir dos valores tabelados, construa um gráfico de período versus pequenas amplitudes do pendulo simples.
Existe alguma relação para qual tendem o período em função das amplitudes (consideradas pequenas) sofridas pelo pêndulo simples?
R: Sim, quanto maior a amplitude maior é o período, ou seja o período é proporcional a amplitude.
4.7 Construa o Gráfico da frequência versus pequenas amplitudes deste pêndulo e tire suas conclusões.
Troque o prumo (peso) pelo de maior massa (mais pesado) e refaça as medidas, completando com os dados obtidos na tabela 3.
Tabela n°3: tempo de 5 oscilações do pêndulo
	N°
	Massa do pêndulo(g)
	Tempo de 5 oscilações (s)
	Período (T=segundos)
	Frequência (f= Hz)
	1
	m = 7,66g
	6,71s
	1,34s
	0,74Hz
	2
	M = 50,46g
	6,48s
	1,29s
	0,77Hz
4.8 - Como estão relacionados o período e a frequência de um pêndulo simples?
R: Quanto menor o período maior será a frequência, ou seja, o período é inversamente proporcional a frequência.
4.9 – Analisando os dados da tabela 3, 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 do pêndulo?
R: Quanto maior a massa (peso) no pêndulo, menor o período e maior a frequência.
4.10 - Varie o comprimento do pêndulo e determine o período para cada caso solicitado na tabela, de modo a preencher as lacunas existentes:
Tabela n°4: tempo de 10 oscilações do pêndulo
	N°
	Comprimento do pendulo (Cm)
	Tempo de oscilação (s)
	Período (T=segundos)
	Frequência (f= Hz)
	1
	45
	13,19s
	1,31s
	0,76Hz
	2
	40
	12,63s
	1,26s
	0,79Hz
	3
	35
	11,75s
	1,17s
	0,85Hz
	4
	30
	10,80s
	1,08s
	0,92Hz
	5
	25
	9,87s
	0,98s
	1,02Hz
4.11 com os dados obtidos faça o Gráfico do período versus cumprimento do pêndulo.
4.12 - Como o período do pêndulo simples está relacionado com o seu comprimento?
R: O comprimento do pêndulo é proporcional ao período.
4.13 – Sabendo que T = 1 / f , o que você espera que aconteça com a frequência quando o comprimento do pêndulo aumenta? Verifique a validade da sua resposta.
R: Quando o comprimento do pêndulo aumenta a frequência diminui.
4.14 – Com os dados encontrados no experimento item 5.10 e aplicando a fórmula construa com auxílio do Excel um gráfico contendo duas curvas, em vermelho a curva dos dados experimentais (período em função do comprimento do pêndulo) e em azul a curva (período em função do comprimento do Pêndulo) construída a partir da fórmula apresentada acima. (Observação: nos dois casos quem está variando é o comprimento do pêndulo).
4.14ª) Com os dados encontrados no item 4.6(tabela 2) e aplicando a fórmula correspondente a frequência e ao período. Construa com o auxilio do Excel os gráficos de período versus pequenas amplitudes do pêndulo simples contendo as três curvas:
a) a primeira (linha tracejada) em vermelho representando a curva dos dados experimentais (período versus pequenas amplitudes do pêndulo); 
b) a segunda (linha cheia) em azul representando a curva a partir da fórmula Hz, (frequência versus pequenas amplitudes do pêndulo). 
4.15 Analise os gráficos do item 4.14, construídos através dos dados experimentais e os construídos a partir das fórmulas e comente o seu parecer com relação a possíveis diferenças, informando o motivo para que tal tenha ocorrido.
R: Em ambos os gráficos as situações são parecidas, porém existem diferenças de valores devido ao erro de sincronismo na cronometragem do experimento, pois a mesma foi feita de forma manual.