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JULIANA DOS SANTOS MARTINS – 2014O2526661 PÊNDULO SIMPLES Relatório apresentado ao professor Walace Pacheco, do curso de Graduação em Engenharia, Turma 3037 (2ªfeira 21:10), da Universidade Estácio de Sá Campus Sulacap como requisito parcial para avaliação da disciplina de Física Experimental 2. RIO DE JANEIRO 22/02/2016 1. INTRODUÇÃO O pêndulo simples é um tipo de oscilador que para certas condições pode ser considerado um oscilador harmônico simples.É um sistema composto por uma massa acoplada a um pivô que permite sua movimentação livremente. A massa fica sujeita à força restauradora causada pela gravidade. Um pêndulo consiste em uma massa presa a um fio flexível e inextensível por uma de suas extremidades e livre por outra, representado da seguinte forma: Quando afastamos a massa da posição de repouso e a soltamos, o pêndulo realiza oscilações. Ao desconsiderarmos a resistência do ar, as únicas forças que atuam sobre o pêndulo são a tensão com o fio e o peso da massa m. Desta forma: A componente da força Peso que é dado por P.cosθ se anulará com a força de Tensão do fio, sendo assim, a única causa do movimento oscilatório é a P.senθ, agirá no sentido de restaurar o equilíbrio, fazendo o pêndulo oscilar, sob a ação da gravidade. O período de um pêndulo, T, é o tempo que ele leva para dar uma oscilação completa, ou seja, o tempo que leva para sair da sua posição inicial e voltar para a mesma posição. Para medir este tempo vamos medir o tempo t que leva para dar um número determinado de oscilações, n: T= A frequência é o número de oscilações, n, que o pêndulo executa em uma unidade de tempo, t. Sendo assim, a análise de um pêndulo simples nos mostra que, para pequenas oscilações, um pêndulo simples descreve um MHS. O período é dado por: T= 2π 2. OBJETIVOS - Reconhecer que o movimento executado por um pêndulo simples é aproximadamente um movimento harmônico simples. - Determinar o período de oscilação de um pêndulo simples. - Determinar experimentalmente a partir do movimento do pêndulo o valor da aceleração da gravidade 3. MATERIAIS E MÉTODOS - Sistema de sustentação Arete formado por tripé triangular; - Haste e sapatas niveladoras; - Fio de Prumo; - Régua; - Transferidor; - Cilindro; - Cronômetro. 4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 1º Passo – Primeiramente fixamos o cilindro ao fio de prumo, já devidamente preso a Haste (tripé triangular): 2º Passo – Em seguida, utilizamos a régua e ajustamos o comprimento do fio a medida de 30 cm; 3º Passo – Logo após, posicionamos o cilindro em um θ = 15° , determinado com o transferidor e assim liberamos o cilindro e com a utilização do cronômetro, acionamos o mesmo a ponto de que após 10 (dez) oscilações completas, paramos o cronômetro. Registrando assim o tempo que durou as oscilações e anotamos o valor obtido na tabela 1; 4º Passo – Novamente, utilizando a régua, ajustamos o comprimento do fio de prumo a medida de 20 cm, em seguida repetimos o 3° passo; 5º Passo – Em seguida, ajustamos o comprimento do fio de prumo a medida de 15 cm com ajuda da régua e em seguida repetimos o 3° passo; 4° Passo- Após feito o experimento, vamos comparar o tempo realizado no experimento com o tempo que calculado de acordo com a gravidade de 9,8 m/s². 5° Passo- Após termos feitos os procedimentos acima, iremos calcular o real valor da gravidade de acordo com o tempo que obtemos no experimento. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO Após a realizações dos procedimentos acima citados, com os valores obtidos, preenchemos a tabela 1 e em seguida a tabela 2 e 3, resolvemos os cálculos conforme solicitado nela, sendo assim obtemos os valores pedidos. Na tabela 1, usamos a fórmula T= onde, T é o tempo das oscilações, Δt é a variação do tempo e n é o número de oscilações no caso 10. Na tabela 2, usamos a fórmula T= 2π onde, L é o comprimento do fio e g a gravidade determinada por 9,8m/s². Na tabela 3, usamos a fórmula T²= 4π² para acharmos o valor da gravidade para cada medida usada. Abaixo observe as tabelas relacionadas aos parágrafos anteriores. TABELA 1 L T= 30CM T= = 1,115 s 20 CM T= = 0,931 s 15 CM T= = 0,828 s TABELA 2 L T= 2π 30CM T= 2π = 1,087s 20 CM T= 2π = 0,888s 15 CM T= 2π = 0,769s TABELA 3 L T²= 4π² 30CM (1,115)²= 4π². → g= 9,528m/s² 20 CM (0,931)²= 4π². → g= 9,116m/s² 15 CM (0,828)²= 4π². → g= 8,643m/s² Análise Gráfico T x L o para os dados da tabela. 6. CONCLUSÃO TERMINAAAAAAAAAAAR O experimento referente ao movimento harmônico simples demonstrado pelo pêndulo simples mostra que o período de tempo é diretamente proporcional ao comprimento do fio. Todo movimento do pêndulo é caracterizado por um período de tempo, para executar uma oscilação completa. O experimento pode comprovar todas essas hipóteses teóricas e, desse modo, o resultado foi satisfatório. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/MHS/pendulo.php http://www.fisica.ufpb.br/~mkyotoku/texto/texto6.htm http://www.fisica.ufpb.br/~mkyotoku/texto/texto6.htm
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