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Período do PÊNDULO SIMPLES OBJETIVOS . Medir as grandezas que caracterizam as oscilações do pêndulo simples; . Verificar que grandezas interferem no período do pêndulo simples; . Destacar a periodicidade de movimentos como base para medida de tempo; . Comparar cálculos teóricos com resultados experimentais para o período de um pêndulo simples. MATERIAL Cordão com +/- 1m 3 massas de 100 g Suporte com grampo fixador Pino de fixação Relógio grande (de parede) que marque segundos (no caso cronometro) Régua PROBLEMATIZAÇAO Empregamos o ano e o dia como unidades para medir intervalos de tempo bem como a hora, o minuto e o segundo fornecidos por um relógio. Sabemos que os relógios dispõem de um mecanismo para funcionar, mas qual fenômeno físico é empregado para medir o tempo ? DESENVOLVIMENTO Após uma rápida discussão da questão problematizadora faça a montagem, como a ilustração abaixo e execute cada etapa proposta no quadro seguinte que deverá ser compartilhado com os alunos através da sua reprodução. Antes do realizar cada etapa do experimento solicitar aos alunos uma previsão sobre o resultado. Comprimento Massa Amplitude' ` do pêndulo do das * Dobre o cordão Comprimento do pêndulo (m) Massa do Pêndulo m (g) Amplitude das oscilações A (m) Tempo gasto em 20 oscilações T (seg.) Tempo para cada oscilação T (seg) Num. De oscilações por seg. F(1/seg.) 1 300 0,30 42,69 2,13 0,47 1 300 0,10 42,09 2,10 0,48 1 100 0,10 41,34 2,07 0,48 0,5 100 0,10 29,50 1,47 0,68 Obs: Não pendure os pesos um debaixo do outro, pendure-os lado a lado para não alterar o comprimento do pêndulo. Destaque inicialmente o vocabulário que será empregado: . Pêndulo simples é qualquer massa que oscila em torno de um eixo, sustentado por um tio inextensível de massa desprezível; . Comprimento do pêndulo é a distância que vai do eixo até o centro da massa; . A uma ida e volta completa da massa dá-se o nome de oscilação completa do pêndulo; . Período de oscilação do pêndulo corresponde ao tempo gasto para ele descrever uma oscilação completa; . Amplitude máxima de oscilação é a distância que vai do ponto de equilíbrio do pêndulo até ao seu afastamento máximo deste ponto; 0 Denomina-se frequência (f) ao número de oscilações dadas na unidade de tempo. QUESTÕES 1) Analisando o quadro verifique qual ou quais das grandezas (comprimento, massa e amplitude) influi ou influem no período do pêndulo. 2) O período de um pêndulo simples é determinado, teoricamente, pela equação; : onde é o comprimento do pêndulo e g a aceleração da gravidade local cujo valor médio é 9,81 m/s². Pergunta-se: a) Teoricamente a massa e a amplitude do pêndulo interferem no valor do período? Verifique através da fórmula acima. Use a equação do período do pêndulo simples e calcule os valores teóricos do período de alguns dos pêndulos observados. (Considere g com o valor aproximado de 9,8 m/s²). Compare estes valores calculados com os valores encontrados experimentalmente. Houve boa aproximação entre eles? b) Tente apontar os principais fatores responsáveis pelas diferenças, provavelmente encontradas por você, entre os valores teóricos e experimentais para os períodos dos pêndulos que você considerou no item anterior. COMPLEMENTOS 1) Calcule, teoricamente, qual deverá ser o comprimento de um pêndulo para que seu período seja de 1 segundo. Construa um pêndulo com o comprimento igual ao valor encontrado acima e confira, experimentalmente, se o período dele será, de fato, 1 segundo. 2) Se diminuirmos o comprimento do pêndulo de um relógio ele irá adiantar ou atrasar? Explique. 3) A quais fenômenos físicos correspondem os períodos de tempo: a) um dia? b) um ano? c) cada uma das quatro estações do ano? 4) Como você responderia agora à questão inicial da problematização?
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