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FACULDADE MATO GROSSO DO SUL Relatório 1: Pêndulo Simples Relatório apresentado à disciplina de Atividades Práticas Supervisionadas do 4° semestre do curso de Engenharia Civil como requisito parcial para aprovação. Orientador (a): CAMPO GRANDE 15 DE SETEMBRO DE 2017 INTRODUÇÃO Pêndulo Simples é um fio inextensível, ou seja, que não se estica, mantendo seu comprimento, de comprimento L, em uma ponta é amarado um massa de corpo torpe e a outra extremidade superior em uma haste que pode ser presa no teto permitindo sua movimentação livremente. OBJETIVO Analisar se algo na massa e o período, e avaliar a gravidade local do experimento. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Um corpo de massa (n) pendurado em um fio de nylon inextensível é denominado como pendulo simples, sua posição de equilíbrio fica localizado no centro, se deslocado um pouco para a direita e solto começa a oscilar, em um movimento harmônico simples. Este Movimento oscilatório é o período, ou seja, é o tempo de o sistema leva para percorrer de um lado para o outro, até voltar para seu ponto de partida. Utilizando as operações matemática, pode se chegar à suma que o período oscilatório do pendulo simples é relacionado ao comprimento do fio e não esta atrelada ao corpo torpe amarado na extremidade do fio. Sabendo que a gravidade teoria é de 9,81 m/s2 (HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 2. 8 ed. Editora LTC, 2009). Para o período T da oscilação é utilizado a expressão: (1) Logo igualamos os dois lados da equação ao quadrado têm: T2 = 2 (2) Tirando a raiz: T2 = 4π2 (3) Logo: T2 = 2. l (4) METODOLOGIA Em um tripé com uma haste e garras de sustentação onde amarrou se um lio de nylon inextensível e na outra extremidade um corpo de massa inexpressível de formato de uma bola com um orifício no centro para massores de diferentes massas. Iniciou primeiramente foi analisada a dependência do período e a massa, com massor cobre com 136,3 g, pendurado no fio de nylon com tamanho L de 50 cm onde foi observado o período de 10 oscilações e repetido com outros dois massores diferente massa de prata e alumínio contendo 124,5 g e 43,6 g respectivamente, coletados três oscilações. Após anotar todos os dados deu inicio a segunda parte de o experimento analisar a dependência do comprimento e o período e achar a gravidade local, com realizado apenas com um massor de massa de prata e com cinco diferentes de tamanho L do fio e observado a oscilação de 3 período para cada tamanho L de fio. Coletados os dados deu por encerrado a parte experimental. RESULTADOS E DISCUSSÃO Conforme demostrado na Tabela 1, onde esta sendo exibido o conjunto de dados relativo ao experimento da analise da dependência do período e a massa, onde na primeira coluna a massa de três tipos massores, a segunda coluna consta o período de 10 oscilações do massor de cobre ontem foi repetido 3 vezes com o mesmo tamanho L 50 cm, repetido o mesmo procedimento para os massores de prata e Alumino como demostrados nas colunas 3 e 4 respectivamente e na coluna 4 é demostrado o tempo médio das oscilações. Tabela 1 – Dados: dependência do período e a massa m (g) Cobre Prata Alumínio T 136,3 14,66 14,31 14,34 14,43667 124,5 14,5 14,63 14,6 14,57667 43,6 14,62 14,75 14,69 14,68667 Na tabela 2 é demostrado os dados da analise da dependência do comprimento e o período, onde a primeira coluna esta demostrando os valores de L (comprimento do fio inextensível), as 10 oscilações observadas em cada L repetido 3 vezes como demostradas nas colunas 1, 2 e 3 abaixo, o tempo médio onde foi utilizado 5 comprimento de L como demostrado na coluna 4, e o período de apenas uma oscilação elevado ao quadrado de cada L na coluna 5. Tabela 2 – Dados dependência do comprimento e o período L (m) t1 t2 t3 Ts T2 0,5 14,53 14,5 15 14,67667 2,154045 0,45 14,03 14,02 14,1 14,05 1,974025 0,4 13,62 13,47 13,75 13,61333 1,853228 0,35 12,81 12,6 12,66 12,69 1,610361 0,3 11,62 11,66 11,56 11,61333 1,348695 No Gráfico 1 dependência do período e a massa é demostrado através do período médio da oscilação dos três tipos de massores diferentes em um único comprimento de L conforme demostrado na tabela 1 onde a massa é valor de x e o período de oscilação media é y. Gráfico 1 - Dependência do período e a massa No Gráfico 2 dependência do comprimento e o período é demostrado o período de oscilação dos três repetições elevado ao quadrado de cada uma dos 5 comprimento de L obtidos no conjunto de dados da Tabela 2. Gráfico 2 - dependência do comprimento e o período Para demostrar o k estático apenas é utilizado a equação da reta obtida do Gráfico 2, e utilizado a equação (4) foi possível demostrar o valor da gravidade local conforme é apresentado na Tabela 3. Tabela 3 – Gravidade Local Gravidade local 9,997827 m/s2 CONCLUSÕES Conforme as analise do experimento pode se verificar a relação entre o comprimento de um pendulo simples e o período. Através de cálculos matemáticos e os dados coletados do experimento observar se o comportamento das massas utilizadas para outros comprimentos em baixas extensões consideradas. Como não foi considerada a massa do objeto, portanto foram obtidos aproximadamente os mesmos resultados para os diferentes massores. Já o valor de aceleração gravitacional obtido de 9,997827 demostra que o valor próximo da realidade, esta diferença pode ser analisada por não ser utilizados equipamentos de precisão, e a não consideração do atrito ocasionado pela força do ar. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 2. 8 ed. Editora LTC, 2009.
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