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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA FÍSICA EXPERIMENTAL II Prof. Roberto Camara Relatório do Experimento de Pêndulo Simples Andreza Lêir de Oliveira Rosas - 1201414239 Luis Veras de Paula Junior - 1201514709 Vinicius Lima da Silva - 2019015511 BOA VISTA – RR 2021 Resumo do Experimento: O pêndulo simples é um sistema composto por um fio inextensível, preso a um suporte, cuja extremidade contém um corpo de dimensões desprezíveis, que pode movimentar-se livremente. Quando o instrumento está parado, ele permanece em uma posição fixa. Deslocar a massa presa na ponta do fio para determinada posição faz com que haja uma oscilação em torno do ponto de equilíbrio. Esse conjunto oscila em torno de um ponto fixo e no plano bidimensional (direções “x” e “y”). Através desse dispositivo e de seu movimento, ocorre o estudo das grandezas que se encontram atuantes e notáveis. Introdução: O objetivo desse experimento é avaliar e comparar grandezas provenientes da análise mecânica de um pêndulo simples. Para isso, serão analisados o período, o ângulo de lançamento, o comprimento do fio e a relação com o Movimento Harmônico Simples (MHS). Com elas, será possível determinar a aceleração da gravidade que o objeto está sujeito. Material utilizado: • Fio de nylon; • Esfera; • Cronômetro; • Régua. Descrição do experimento: Os dados coletados durante este expeimento, foram realizados através de vídeo chamada entre os três participantes, devido a situação de pandemia pelo qual estamos passando. Por conta desta situação, iremos descrever todo o processo feito. Foi montado um aparato do pêndulo, e apartir disso colocada a esfera pendurada na extremidade do fio. Posteriormente foi medido com a régua o comprimento do fio de nylon, desde a sua extremidade superior até o centro da esfera utilizada como corpo de prova. (74,3cm foi a primeira medida utilizada) Seguindo, o corpo de massa foi deslocado, (consideramos um ângulo Ɵ menor que 5º, para que o expeimento não apresentasse uma margem de erros muito grande) e soltamos a esfera e aguardamos até a mesma estabilizar, cronometrando o tempo de dez oscilações do pêndulo, e repetimos por mais quatro vezes o mesmo procedimento. Em seguida, diminuimos o comprimento do fio (para 53,6cm) e realizamos o experimento novamente, para saber se isso iria influenciar o período de oscilação. Dedução da fórmula: No pêndulo, o movimento oscilatório surge em decorrência da ação das forças peso e tração, exercida por um fio. Portanto, a força resultante entre a tração (T) e o peso (P) é uma força centrípeta. Como as forças peso e tração não se cancelam nesse contexto, já que isso só acontece na posição de equilíbrio, surge, dessa forma, uma força resultante de natureza centtrípeta, fazendo o pêndulo oscilar em torno de um ponto de equilíbrio. A fórmula mostrada a seguir é usada para calcular o período no pêndulo simples, ela relaciona o tempo de uma oscilação completa ao tamanho do fio e à aceleração da gravidade local: (1) T-período (s) L– comprimento do fio (m) g– gravidade (m/s²) Nos mostra que o tempo da oscilação no pêndulo simples não depende da massa do objeto que se encontra a oscilar. E para deduzirmos essa fórmula, é necessário assumir que a oscilação ocorra apenas em ângulos pequenos. Figura 1: Esquema de um pêndulo simples. Dados coletados: • L1= 74,3cm • L2= 53,6cm Medidas do pêndulo 1 (74,3cm) Tempo 1 (s) 17,25 Tempo 2 (s) 17,46 Tempo 3 (s) 17,25 Tempo 4 (s) 17,45 Tempo 5 (s) 17,28 T médio (s) 17,34 T (1 oscilação) (s) 1,73 Medidas do pêndulo 2 (53,6cm) Tempo 1 (s) 14,81 Tempo 2 (s) 14,72 Tempo 3 (s) 14,69 Tempo 4 (s) 14,63 Tempo 5 (s) 14,68 T médio (s) 14,71 T (1 oscilação) (s) 1,47 Resultados: Com os dados em mão, jogando na equação (1): Obtivemos: G Pêndulo 1 (74,3cm) Pêndulo 2 (53,6cm) G (m/s²) 9,76 9,78 G média 9,77 m/s² G Real 9,78 m/s² Conclusão: Com base em todos os dados que obtivemos neste experimento e no objetivo do mesmo, que seria determinar a aceleração da gravidade que o objeto está sujeito, concluímos um resultado satisfatório. Pois, chegamos a um resultado muito próximo do valor real. E sendo a medição do tempo de oscilação, caracteristicas dos materiais, e medição do fio, como possíveis causas deste erro. Bibliografia: Pêndulo Simples. Roteiro Pêndulo Simples. Disponível em: <http://Users/andre/Pendulo_simples%20roteiro.pdf.> Acesso em: 12 fev. 2021.
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