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RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II Pêndulo simples Autores: Beathriz Guimarães Cinthia Soares Geremias Thayná Fernandes Lucas da Silva Lucas Chaves TURMA: 3109 INTRODUÇÃO O pêndulo simples é um corpo ideal que consiste de uma massa (m) puntiforme suspensa por um fio leve e inextensível de comprimento L. Quando afastado de sua posição de equilíbrio e largado, o pêndulo oscilará em um plano vertical sob a ação da gravidade. O movimento é periódico e oscilatório. O tempo necessário para uma oscilação completa é chamado período (T). OBJETIVOS Os objetivos desse experimento são: Calcular experimentalmente o período e a frequência para 5 (cinco) diferentes comprimentos (“L”); Construir o gráfico T x L; Calcular o valor da gravidade experimental e comparar com o valor verdadeiro; Responder a questão: Por que o período não depende da massa? FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Um pêndulo simples consiste de um fio leve e inextensível de comprimento L, tendo na extremidade inferior, por exemplo, uma esfera de massa m; a extremidade superior é fixada em um ponto, tal que ele possa oscilar livremente (resistência do ar desprezível), com amplitudes pequenas (máximo = 15o). Quando o pêndulo é deslocado de sua posição de equilíbrio, ele oscila sob a ação da força peso, apresentando um movimento periódico. As forças que atuam sobre a esfera de massa m são: a força peso p e a força de tração T. A força centrípeta, Fc, que mantém o pêndulo na trajetória de um arco circular, é a resultante da força de tração T que o fio exerce e da componente da força peso py na direção do raio, que imprime a aceleração centrípeta, ac: ac = V2 / R odemos determinar a aceleração da gravidade local, medindo a aceleração tangencial e o ângulo de um pêndulo simples. g = – a t / sen Período do pêndulo simples Quando o ângulo for muito pequeno ( aproximadamente 3o) sen aproximadamente igual a .Neste caso o pêndulo executa um movimento harmônico simples (MHS) e o período pode ser calculado pela expressão: T = 2 (L / g )1/2 Período, frequência, e velocidade angular de um pêndulo simples 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: qT = t / n A frequência é o número de oscilações, n, que o pêndulo executa em uma unidade de tempo, t. DESCRIÇÃO Materiais PROCEDIMENTOS Cálculos RESULTADOS Tabela 1 (média do tempo) L(em cm) T1(s) T2 (s) T3 (s) T4 (s) T5 (s) ƩT (s) T/10 (s) 30 11.118 10.940 10.854 11.236 10.424 54.572 10.9144 25 10.002 9.969 9.857 10.428 10.316 50.572 10.1144 20 9.194 8.933 8.784 9.115 8.996 45.022 9.0044 15 7.540 7.601 7.638 7.636 7.417 37.832 7.5664 10 6.297 6.476 6.364 6.142 6.512 31.791 6.3582 Tabela 2 (Resultados) L (Comprimento da corda em cm) Período Experimental (s) Período Teórico (s) Frequência Experimental Gravidade Experimental (m/s²) 30 1.09 1.09 0.91 10.03 25 1,01 1.00 0.99 9.67 20 0.90 0.89 1.11 9.74 15 0.75 0.77 1.33 10.57 10 0.63 0.63 1.58 10.12 Média da Gravidade Experimental 10.026 CONCLUSÕES REFERÊNCIAS Bibliografia Pêndulo simples. Disponível em: http://www.coladaweb.com/fisica/mecanica/pendulo-simples Pêndulo simples. Disponível em: http://www.coladaweb.com/fisica/mecanica/pendulo-simples
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