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Serviço Público Federal Ministério da Educação Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Química (Licenciatura) – Química Geral RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL EXPERIMENTO PÊNDULO SIMPLES Alunos: Luiz Guilherme Fernandes Ferreira; Rita Cássia Farias Almeida; Tayná Raquel da Silva Salinas. Campo Grande – MS 2021 RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL EXPERIMENTO PÊNDULO SIMPLES Alunos: Luiz Guilherme Fernandes Ferreira; Rita Cássia Farias Almeida; Tayná Raquel da Silva Salinas. Professor: Edson Luis de Bodas Campo Grande – MS 2021 Relatório da aula prática de Física I realizada no Instituto de Física da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Sumário 1. INTRODUÇÃO......................................................................................4 2. OBJETIVOS ........................................................................................5 3. MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................5 3.1 Materiais .....................................................................................................5 3.2 Procedimento.............................................................................................5 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES...........................................................7 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................10 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS.......................................................11 4 1. INTRODUÇÃO O movimento oscilatório é o movimento de um corpo que retorna regularmente para uma posição após um intervalo de tempo fixo. As oscilações exercem uma função fundamental na física, seja na mecânica, na eletricidade, na acústica, e na ótica. O movimento de um pêndulo simples é um exemplo de oscilação harmônica, desde que seja afastado por pequenos deslocamentos de sua posição de equilíbrio. E a força restauradora, associado a este sistema, é em consequência de a gravidade forçar a massa a retornar para o ponto mais baixo, ou seja, o ponto de equilíbrio. O pêndulo simples consiste num objeto de massa m, que pode oscilar em torno de um porto de equilíbrio, preso por uma corda de massa desprezível, de comprimento L (Figura 1). Um exemplo cotidiano e familiar de pêndulo simples, é o movimento de uma criança em um balanço no parque ou uma bola de demolição presa por um cabo à um guindaste. Figura 1. Representação esquemática de um pêndulo simples A Figura 1 (a) representa o pêndulo no instante inicial e as forças que agem sobre o objeto de massa m. e a Figura 1 (b) mostras as componentes radial e tangencial da força peso. A força restauradora FR é a componente tangencial da força resultante, de forma que se pode calcular a frequência angular 𝑚 para pequenas amplitudes, Equação 1. 𝑤 = 𝑉 𝑔 𝐿 Equação 1. A frequência e o período correspondentes serão Equação 2 e 3. 𝑣 = 𝑚 2𝜋 = 1 2𝜋 𝑣 𝑔 𝐿 Equação 2. 5 𝑇 = 2𝜋 𝑚 = 1 𝑣 = 2𝜋 𝑣 𝐿 𝑔 Equação 3 2. OBJETIVOS • O presente trabalho tem por finalidade observar o comportamento de um pêndulo em função de seu comprimento, bem como determinar a partir do movimento oscilatório e qual a aceleração da gravidade m Campo Grande / MS. 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3.1 MATERIAIS • Trena milimetrada. • Cronômetro de celular. • Fita crepe. • Mini bola de borracha. • Prego. • Linha de Naylon. 3.2 PROCEDIMENTO Inicialmente, foi fixada a uma parede a trena milimetrada com o auxílio da fita crepe, em seguida foi colocado um prego em um furo pré-existente na mesma parede; para que servisse de suporte à extremidade da linha, enquanto na outra extremidade foi fixada a mini bola de sinuca. Além disso, foi cortada uma tira de fita crepe e colada ao lado da fita métrica, com intuito de que servisse de guia para o ângulo de lançamento do pêndulo. A Figura 2 demonstra como estava organizado o sistema. Já a realização dos lançamentos ocorreu de forma manual, ao soltar a bola de sinuca deixava-se o pêndulo realizar 1 oscilação completa para então iniciar a contagem do tempo utilizando o cronômetro, cronometrava-se então o tempo de 10 oscilações para então sessar a contagem do cronômetro. Registrou-se então os valores respectivos a cada altura e cada lançamento. 6 Figura 2. Imagem demonstrando a organização do sistema utilizado para a obtenção dos dados. 7 4. RESULTADOS E DISCUSÃO L(m) t1(s) t2(s) t3(s) t4(s) t5(s) t(s) 1,0000 20,02 19,69 19,83 19,99 19,75 19,86 0,8000 18,27 18,10 18,22 18,19 18,11 18,18 0,6000 15,98 15,99 15,99 15,95 15,93 15,97 0,4000 13,16 13,20 13,18 13,12 13,22 13,18 0,2000 10,00 9,77 9,94 10,02 9,96 9,94 L(m) t(s) T(s) T^2(s^2) ln L ln T 1,0000 19,86 1,99 3,9426 0 0,685921 0,8000 18,18 1,82 3,3044 -0,22314 0,597627 0,6000 15,97 1,60 2,5498 -0,51083 0,468002 0,4000 13,18 1,32 1,7361 -0,91629 0,275812 0,2000 9,94 0,99 0,9876 -1,60944 -0,00622 y = 19.892x0.4349 R² = 0.9991 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 t(s) x L(m) 8 y = 3.7391x + 0.2606 R² = 0.9984 0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000 4.0000 4.5000 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 T^2(s^2) x L(m) y = 0.4349x + 0.6877 R² = 0.9991 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 Ln T x Ln L 9 y = 1,9892x0,4349 R² = 0,9991 0.10 1.00 10.00 0.1000 1.0000 T(s) x L(m) 10 5. CONCLUSÃO Através desse experimento foi possível compreender o comportamento do pêndulo simples em relação com seu comprimento. Entretanto, os valores obtidos não foram satisfatórios, uma vez que esses se diferem dos valores teóricos, seja pelos fatores mencionados anteriormente. Para contorna este problema, seria necessário identificar tais fatores mais profundamente e repetir o experimento em condições apropriadas para obter resultados mais próximos dos valores teóricos. 11 6. REFÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RESNICK, ROBERT; HALLIDAY, DAVID; KRANE, KENNETH S. Física 1. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC Ed., c2003. 368 p. ISBN 85-216-1352-0. HALLIDAY, DAVID; RESNICK, ROBERT; WALKER, JEARL. Fundamentos de física, 1. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC Ed., 1996. ISBN 85-216-1069-6 "Pêndulos Simples" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2020. Consultado em 30/09/2020 às 18:44. Disponível na Internet em http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/MHS/pendulo.php http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/MHS/pendulo.php Sumário 1. INTRODUÇÃO O movimento oscilatório é o movimento de um corpo que retorna regularmente para uma posição após um intervalo de tempo fixo. As oscilações exercem uma função fundamental na física, seja na mecânica, na eletricidade, na acústica, e na ótica. O movimen... Figura 1. Representação esquemática de um pêndulo simples 2. OBJETIVOS 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3.1 MATERIAIS 3.2 PROCEDIMENTO Já a realização dos lançamentos ocorreu de forma manual, ao soltar a bola de sinuca deixava-se o pêndulo realizar 1 oscilação completa para então iniciar a contagem do tempo utilizando o cronômetro, cronometrava-se então o tempode 10 oscilações para ... 4. RESULTADOS E DISCUSÃO 5. CONCLUSÃO 6. REFÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RESNICK, ROBERT; HALLIDAY, DAVID; KRANE, KENNETH S. Física 1. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC Ed., c2003. 368 p. ISBN 85-216-1352-0. HALLIDAY, DAVID; RESNICK, ROBERT; WALKER, JEARL. Fundamentos de física, 1. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC Ed., 1996. ISBN 85-216-1069-6