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Universidade do Estado do Rio de Janeiro Laboratório de Física Pêndulo Simples Professor: Rudnei Ramos Aluno: Guilherme Antonio Matrícula: 201520574311 2017 Pêndulo Simples Objetivo: O experimento realizado teve como motivação calcular as propagações erros utilizando a medição de cem períodos, aplicando também o calculo de desvio aos tempos medidos. Material Utilizado: Régua Transferidor Bolinha Linha Cronômetro Suporte do Pêndulo Esquema Experimental: Procedimento Experimental: Durante o experimento foi utilizado uma linha, de massa desprezível, preso em um suporte metálico em uma de suas extremidades e uma massa “m”, concentrada no seu centro de massa, presa na outra extremidade. Um cronômetro digital, com utilizado para a medida do período do pêndulo. Uma trena para a medida do comprimento do fio e por fim um transferidor para medir o afastamento angular da posição de repouso. Para a obtenção do período, o fio do pêndulo foi deslocado de sua posição de equilíbrio, com a ajuda do transferidor, por um ângulo de 10° e depois a massa foi abandonada, provocando a oscilação do pêndulo. Mediu-se o tempo referente a esse procedimento 100 vezes a fim de calcular a propagação de erros sistemáticos no resultado. Ao medir o ângulo de 10° teve-se cuidado de olhar para o transferidor perpendicularmente, com o objetivo de evitar o erro de medição do objeto observado. Coleta e Tratamento dos Dados: Tabela com Desvio Após coletado todos os 100 períodos usando o comprimento de 100 cm, foi calculado o valor médio de 1,73 segundos, assim podendo agrupar na tabela também os desvios respectivos de cada período. O desvio foi calculado usando o módulo da diferença entre o período e a média dos períodos Lançamentos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tempos 1,44 1,60 1,56 1,77 1,70 1,67 1,77 1,62 1,64 1,60 Desvios 0,29 0,13 0,17 0,04 0,03 0,06 0,04 0,11 0,09 ,013 Lançamentos 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tempos 1,65 1,77 1,67 1,71 1,82 1,78 1,73 1,69 1,68 1,70 Desvios 0,08 0,04 0,06 0,02 0,09 0,05 0 0,04 0,05 0,03 Lançamentos 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Tempos 1,63 1,62 1,65 1,56 1,72 1,77 1,62 1,63 1,57 1,63 Desvios 0,10 0,09 0,06 0,17 0,01 0,04 0,11 0,10 0,16 0,10 Lançamentos 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Tempos 1,55 1,72 1,83 1,72 1,78 1,77 1,86 1,79 1,82 1,70 Desvios 0,18 0,01 0,20 0,01 0,05 0,04 0,13 0,06 0,09 0,03 Lançamentos 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Tempos 1,78 1,82 1,80 1,83 1,78 1,92 1,65 1,81 1,79 1,92 Desvios 0,05 0,09 0,07 0,10 0,05 0,19 0,07 0,08 0,06 0,19 Lançamentos 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Tempos 1,85 1,89 1,71 1,67 1,75 1,77 1,75 1,86 1,82 1,78 Desvios 0,08 0,16 0,02 0,06 0,02 0,04 0,02 0,13 0,09 0,05 Lançamentos 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Tempos 1,75 1,72 1,87 1,63 1,93 1,83 1,90 1,80 1,86 1,83 Desvios 0,02 0,02 0,14 0,10 0,20 0,10 0,17 0,07 0,13 0,10 Lançamentos 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 Tempos 1,83 1,84 1,92 1,73 1,70 1,72 1,67 1,73 1,65 1,66 Desvios 0,10 0,11 0,19 0 0,03 0,02 0,06 0 0,08 0,07 Lançamentos 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 Tempos 1,70 1,63 1,63 1,67 1,67 1,73 1,70 1,70 1,68 1,70 Desvios 0,03 0,10 0,10 0,06 0,06 0 0,03 0,03 0,05 0,03 Lançamentos 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 Tempos 1,75 1,67 1,75 1,72 1,80 1,71 1,77 1,77 1,75 1,75 Desvios 0,02 0,06 0,02 0,01 0,07 0,02 0,04 0,04 0,02 0,02 (Fonte: Dados Experimentais) Histograma: Questões: Qual é o valor do período que tem maior probabilidade de ocorrer? Qual é o seu desvio? Resposta: O período com maior probabilidade de acordo com os dados coletados são os períodos 1,77s e 1,67s com 7% de probabilidade cada e os desvios padrões respectivos de 0,04 e 0,06. Qual valor do período deve estar mais próximo do valor verdadeiro. Resposta: O período que deve está mais próximo do valor verdadeiro são os períodos que tiveram a maior aproximação ou exatidão com a média 1,73s encontrada Probabilidade de Ocorrência Curva de Gauss sem o histograma A soma de todas as probabilidades é de 100%. Mínimo 0 Máximo 0,29 Média 0, 07313 Tamanho 100 Est. classes 10 Classes 8 Incremento 0,03625 Desvio padrão 0,056009 Incremento 2 0,0029 Classes Corte Frequência 1 0,03625 29 2 0,0725 31 3 0,10875 20 4 0,145 8 5 0,18125 6 6 0,2175 5 7 0,25375 0 8 0,29 1 A média e o Desvio foram calculados através das fórmulas. Conclusões: Com base no experimento feito utilizando métodos e procedimentos de relatórios anteriores. Esse foi um experimento particular e podemos observar que na medição de 100 períodos cronometrados, observamos que a eventualidade dos tempos e a probabilidade dos mesmos variam muito e se repetem em alguns casos. Utilizando os dois valores que mais repetiram e seus respectivos desvios temos como resultado final (1,77±0,04) e (1,67±0,06).
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