EXPERIENCIA-2

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO-CDSA
UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO-UATEC
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL
PROFº JOSÉ VANDERLAN LEITE DE OLIVEIRA
TÍTULO DA EXPERIÊNCIA – PÊNDULO SIMPLES
1. OBJETIVOS
Estudar o comportamento (ou a relação) do período de um pêndulo simples em função do seu comprimento, em função da massa e a sua amplitude;
Determinar o valor da aceleração da gravidade local;
2. MATERIAL UTILIZADO: anotar na aula
	
3. CONSIDERAÇÕES TEÓRICAS
O pêndulo simples é constituído por um corpo suspenso em um fio leve não extensível. Quando afastado de sua posição de equilíbrio estável e solto, ele oscila no plano vertical, em torno do ponto de fixação do fio, devido a ação da gravidade. 
O aluno deverá descrever as condições físicas envolvidas, fazer a figura do pêndulo com detalhe das forças envolvidas e as equações que descrevem esse experimento. Ver as referências bibliográficas sobre o assunto.
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
PARTE I: Relação entre período e o comprimento do pêndulo.
Com o cilindro de latão e amplitude pequena, fazer com que o pêndulo oscile livremente, tomando o cuidado de não ultrapassar o ângulo máximo de 15º na oscilação; Medir o tempo para 10 oscilações; Medir o comprimento do pêndulo de 1m e determinar o período de oscilação para esse comprimento e anotar na tabela; Diminuir o comprimento de 10 em 10 cm, e repetir o procedimento anterior até o comprimento mínimo de 30 cm. 
Parte II: Relação entre o período de oscilação e a massa do pêndulo.
Meça a massa do pêndulo (corpo de prova de nylon) e prenda na extremidade do fio. Fazer o pêndulo oscilar e medir o tempo para 10 oscilações e anotar o resultado na tabela. Repetir os procedimentos para as massas de alumínio e latão. 
Parte III: Relação entre o período de oscilação e a amplitude.
Coloque o pêndulo para oscilar com o cilindro de latão com 1,0m de comprimento do fio. Afastar de sua posição de equilíbrio e medir o período para 10 oscilações. Repetir os procedimentos para várias amplitudes.
5. RESULTADOS
Tabela I – Período em função do comprimento
	Medida
	L(m)
	Tempo(s)
	Tm(s)
	T2(s2)
	01
	0,3
	
	
	
	02
	0,4
	
	
	
	03
	0,5
	
	
	
	04
	0,6
	
	
	
	05
	0,7
	
	
	
	06
	0,8
	
	
	
	07
	0,9
	
	
	
	08
	1,0
	
	
	
Tabela II – Período em função da massa
	Medida
	Massa
	Tempo(s)
	Tm(s)
	T2(s2)
	01
	Nylon
	
	
	
	02
	Alumínio
	
	
	
	03
	Latão
	
	
	
Tabela III – Período em função da amplitude
	Medida
	Amplitude(º)
	Tempo(s)
	Tm(s)
	T2(s2)
	01
	10
	
	
	
	02
	15
	
	
	
	03
	20
	
	
	
	04
	25
	
	
	
6. ANÁLISES DOS RESULTADOS e DISCUSSÕES
1. Construa uma tabela contendo os valores de L, t, T, Tm T2 e os seus respectivos desvios. Obtenha o valor médio de g e o seu desvio.
2. Calcule os erros limites absoluto, relativo e percentual e os erros médios absoluto, relativo e percentual da medida do período.
3. Com os dados da tabela I, trace, em papel milimetrado, o gráfico do Tm em função do comprimento. Discuta o aspecto do gráfico.
4. Com os dados da tabela I, trace, em papel milimetrado, o gráfico Tm2 em função do comprimento. Determine a equação da reta e discuta o gráfico. Com essa equação determine o valor de g local.
5. Com os dados da tabela II construir o gráfico de Tm em função da massa(m) do pêndulo com ajuste de reta. Comente o resultado encontrado.
6. Com os dados da tabela III construir o gráfico de Tm em função da amplitude (θ) com ajuste de curvas.
7. Com os dados da tabela I, trace em papel milimetrado, o gráfico do comprimento L do pêndulo versus o seu período T. Observe que a curva parece descrever uma função do tipo L = aTb , pois tem a aparência de parábola com vértice na origem. Então, para linearizar a função, use um papel dilog e trace um novo gráfico de L versus T. A partir do gráfico linearizado, calcule as constantes a e b (ou utilize um programa de ajuste de curvas).
8. Ao encontrar a relação teórica entre o comprimento do pêndulo e o seu período, você obtém uma equação já vista em Física Geral II(ver livro). Compare a expressão experimental para L, encontrada no item 7, com a teórica.
9. Através da comparação das expressões obtidas em 7 e em 8, e com as constantes determinadas em 7, calcule o erro percentual cometido na determinação do expoente b.
10. Através do resultado obtido no item 9, podemos confiar plenamente nos dados experimentais e, consequentemente, no valor obtido para a aceleração da gravidade. Explique.
11. Cite os principais erros sistemáticos cometidos nesse experimento. 
12. Como você poderia medir o comprimento de um fio utilizando um cronômetro?
13. Por que usamos 10 oscilações e não apenas 1 oscilação para medir período de oscilação do pêndulo simples?
14. Por que no procedimento experimental é indicado que seja limitado o ângulo máximo de oscilação do pêndulo?