Experimento do Pêndulo Simples para Determinação da Aceleração da Gravidade

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Univinte FUCAP 
Disciplina: Física Experimental	
Curso: Eng. Mecânica 
Equipe: Luís Henrique Pessoa, Henrique Gonçalves Torres
Aula experimental 1 – PÊNDULO SIMPLES
1. INTRODUÇÃO
Aceleração da gravidade é a taxa da velocidade de um corpo que cai, em queda livre, em direção ao centro da Terra. Ao nível do mar, a aceleração da gravidade da Terra vale, em média, 9,8 m/s². A gravidade depende de fatores como a massa e o raio do planeta e é igual para todos os corpos, independentemente de suas massas. 
Nesse relatório vamos apresentar o experimento do pêndulo simples, que Segundo Helerbrock, [202-?], é uma aproximação em que não existem forças dissipativas, ou seja, forças de atrito ou de arraste, atuando sobre quaisquer componentes do sistema. Nesses pêndulos, o movimento oscilatório surge em decorrência da ação das forças peso e tração, exercida por um fio uma aproximação em que não existem forças dissipativas, ou seja, forças de atrito ou de arraste, atuando sobre quaisquer componentes do sistema. Nesses pêndulos, o movimento oscilatório surge em decorrência da ação das forças peso e tração, exercida por um fio.
2. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Seguindo o roteiro proposto pela Prof.ª Michelle Medeiros, no dia 04/05/2021, realizados o relatório, como o intuito de determinar o valor da aceleração da gravidade através de medidas do período de um pêndulo simples.
Utilizando os materiais disponíveis no laboratório, posicionamos o pêndulo no ângulo de 10º, e cronometramos o tempo necessário de 10 oscilações (Tabela abaixo), para ter uma maior precisão do tempo. E assim fizemos em 4 comprimentos diferentes.
Todo movimento oscilatório é caracterizado por um período T, que é o tempo necessário para se executar uma oscilação completa. No caso do pêndulo simples, uma análise detalhada da dinâmica do problema leva à Equação 1 para o período. 
 Figura 1 - equação (1) Figura 2 - uação (2)
 
Pode-se demonstrar que, para pequenas oscilações (θ ≤ 10º), o período depende não depende do ângulo e é dado pela Equação 2. (Para perceber a validade dessa aproximação, pode-se calcular o valor do segundo termo da série da equação 1 para θ=10º e compará-lo com o valor do primeiro termo que é 1) .
TABELAS DOS DADOS EXPERIMENTAIS: 
	Comprimento L (cm)
	Medida
	Tempo t (s)
	Período T (s)
	Período Médio Tmédio (s)
	16
	1
	7,84
	0,78
	0,79
	
	2
	7,76
	0,78
	
	
	3
	7,79
	0,78
	
	
	4
	7,82
	0,78
	
	
	5
	8,17
	0,82
	
Tabela 1 - Primeira medida do experimento. Altura de 16 cm e angulo de 10° - A tabela disponibiliza quantidade de medidas, o tempo de cada e a sua média.
	Comprimento L (cm)
	Medida
	Tempo t (s)
	Período T (s)
	Período Médio Tmédio (s)
	24,2
	1
	9,31
	0,93
	0,94
	
	2
	9,52
	0,95
	
	
	3
	9,45
	0,95
	
	
	4
	9,56
	0,96
	
	
	5
	9,37
	0,94
	
Tabela 2 Segunda medida do experimento. Altura de 24,2 cm e angulo de 10° - A tabela disponibiliza quantidade de medidas, o tempo de cada e a sua média.
	Comprimento L (cm)
	Medida
	Tempo t (s)
	Período T (s)
	Período Médio Tmédio (s)
	21
	1
	9,16
	0,92
	0,92
	
	2
	9,17
	0,92
	
	
	3
	9,12
	0,91
	
	
	4
	9,38
	0,94
	
	
	5
	9,13
	0,91
	
Tabela 3 Terceira medida do experimento. Altura de 21 cm e angulo de 10° - A tabela disponibiliza quantidade de medidas, o tempo de cada e a sua média.
	Comprimento L (cm)
	Medida
	Tempo t (s)
	Período T (s)
	Período Médio Tmédio (s)
	19
	1
	8,72
	0,87
	0,87
	
	2
	8,78
	0,88
	
	
	3
	8,70
	0,87
	
	
	4
	8,50
	0,85
	
	
	5
	8,74
	0,87
	
Tabela 4 Quarta medida do experimento. Altura de 19 cm e angulo de 10°- A tabela disponibiliza quantidade de medidas, o tempo de cada e a sua média.
	Comprimento L (cm)
	Medida
	Tempo t (s)
	Período T (s)
	Período Médio Tmédio (s)
	11
	1
	6,73
	0,67
	0,68
	
	2
	6,83
	0,68
	
	
	3
	6,85
	0,69
	
	
	4
	6,97
	0,70
	
	
	5
	6,68
	0,67
	
Tabela 5 Quinta medida do experimento. Altura de 11 cm e angulo de 10° - A tabela disponibiliza quantidade de medidas, o tempo de cada e a sua média.
Tabela 6 Movimento oscilatório x comprimento L. Pontos registrados no gráfico não apresentam comportamento linear.
Tabela 8
Tabela 7
3. CONCLUSÃO
Realizando este experimento concluímos que os valores encontrados foram satisfatórios, porém para encontrarmos valores mais precisos é necessário principalmente, que seja utilizado instrumento de maior precisão, devido a bancada/ pêndulo utilizados, podem ter afetado o valor final encontrado. 
REFERÊNCIAS
HELERBROCK, Rafael. Pêndulo simples. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/pendulo-simples.htm. Acesso em: 06 de junho de 2021.
Aula experimental 2 – CALORIMETRIA
1. INTRODUÇÃO
“A calorimetria é um tema da física que trabalha a troca de calor entre os corpos. De acordo com o conceito de equilíbrio térmico, quando dois corpos a temperaturas diferentes são colocados em contato, eles atingem, após algum tempo, a mesma temperatura” Rafael Helerbrock (2021). Este tópico é importante pelos seus aspectos conceituais e suas demonstrações experimentais, pois torna relativamente fácil encontrar os elementos necessários para simplificar os experimentos. Do ponto de vista teórico, são apresentados os conceitos de conservação de energia, capacidade calorífica e calor específico, conceitos estes muito importantes para a introdução da primeira lei da termodinâmica e a sua aplicação a gases ideais. No experimento, além de obter materiais a um custo relativamente baixo, a simplicidade dos vários arranjos possíveis permite que o experimento seja realizado em quase todos os laboratórios de ensino. Normalmente, apenas um recipiente com uma certa capacidade de isolamento térmico, água, uma fonte de calor ou resfriamento, um termômetro e uma amostra do material são necessários para tentar determinar o calor específico do material.
2. RESULTADOS E DISCUSSÃO	
Seguindo o roteiro proposto pela Prof.ª Michelle Medeiros, no dia 18/05/2021, realizados o relatório, como o intuito de determinar a capacidade térmica do calorímetro e o calor específico de um sólido.
TABELAS DOS DADOS EXPERIMENTAIS: 
3. CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS
HELERBROCK, Rafael. "Calorimetria"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equilibrio-termico.htm. Acesso em 13 de junho de 2021.
Aula experimental 3 – COEFICIENTE DE ATRITO
1. INTRODUÇÃO
Pode-se dizer que o atrito é inevitável em nossa vida diária. Se não pudermos derrotá-los, eles farão com que todos os objetos que se movem em todas as direções parem. Segundo Mariane Mendes Teixeira, [2021], sempre que um objeto começa a se mover, uma força oposta ao seu deslocamento aparecerá e atuará sobre ele. Esse tipo de força é chamado de atrito cinético. Ela atua sobre um objeto em movimento e sua força é sempre inferior ao valor máximo de atrito estático. O atrito estático é o atrito gerado quando o objeto tende a se mover.
2. RESULTADOS E DISCUSSÃO	
Seguindo o roteiro proposto pela Prof.ª Michelle Medeiros, no dia 26/05/2021, realizamos o experimento, como o intuito de determinar o coeficiente de atrito estático (μe) e cinético (μc) entre duas superfícies de contato, que eram de materiais diferentes, e os 2 objetos analisados também tinha diferentes características.
Durante os experimentos, percebemos que o ‘corpo de prova 2’ precisava de um ângulo maior para que pudesse deslizar sobre a superfície, e consequentemente seu coeficiente de atrito também é maior. 
TABELAS DOS DADOS EXPERIMENTAIS: 
Tabela 1 Dados obtidos a partir do ângulo necessário para que haja o movimento do corpo, demonstrando o ângulo e o coeficiente de atrito do mesmo.
Tabela 2 Tabela demonstrando o ângulo utilizado no experimento e a distância de percurso do corpo na rampa.
Tabela 3 Resultados obtidos a partir do deslizamento dos corpos na rampa, demonstrados na tabela os tempo de cada teste e o tempo médio de todos.
3. CONCLUSÃO
Após realizar esses experimentos, percebemosque quanto maior o coeficiente de atrito de um objeto, maior será o ângulo necessário para que ele se movimente por razão da gravidade, e menor será a sua velocidade em relação a um objeto com coeficiente menor.
Outro ponto que observamos é o quanto o operador afeta nos resultados obtidos, pois é preciso que todos os processos sejam feitos com máxima atenção, e também e necessário serem feitas várias repetições para chegar ao valor maior próximo possível da realidade.
REFERÊNCIAS
TEIXEIRA, Mariane Mendes. " Força de atrito"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ forca-atrito.htm. Acesso em 16 de junho de 2021
Aula experimental 4 – RESISTIVIDADE ELÉTRICA
1. INTRODUÇÃO
A resistividade elétrica é uma característica específica de cada material que define o quanto ele se opõe à passagem de uma corrente elétrica. Segundo Mariane Mendes Teixeira, [201-?], a resistividade elétrica é uma característica que define a resistência do material à passagem da corrente. Portanto: quanto maior a resistividade do material, mais difícil é a passagem da corrente e menor a resistividade, mas permitirá que a corrente passe passar.
2. RESULTADOS E DISCUSSÃO	
Seguindo o roteiro proposto pela Prof.ª Michelle Medeiros, no dia 26/05/2021, realizados o relatório, esse modelo foi feito em laboratório virtual como o intuito de determinar a resistividade elétrica de um fio de metal. 
Durante o experimento notamos que a resistência do fio aumenta proporcionalmente em relação ao comprimento do mesmo, e após colocar os dados na tabela podemos ver que se forma uma função linear.
TABELAS DOS DADOS EXPERIMENTAIS: 
Tabela 1 Relação entre resistividade e área, e a resistência obtida.
	
Tabela 2 Movimento oscilatório x comprimento L. Pontos registrados no gráfico apresentam comportamento linear.
3. CONCLUSÃO
Chegamos à conclusão de que mesmo sendo um experimento ‘simples’, é de grande proveito para o aproveitamento da matéria, pois nos faz entender a relação entre área e resistividade e o funcionamento de resistência.
Outro ponto interessante que foi analisado é que as aplicações desse experimento estão em grande parte da engenharia mecânica, o que nos faz querer ainda mais aprender sobre o tema e debater resultados e possibilidades.
REFERÊNCIAS
TEIXEIRA, Mariane Mendes. "Resistividade elétrica"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/resistividade-eletrica.htm. Acesso em 13 de junho de 2021.
Período T² (s)	
16	24	21	19	11	0.79	0.94	0.92	0.87	0.68	Comprimento L (cm)
Período T² (s)
Resistênci	a (R)	
3.8	7.65	12.57	15.56	20	0.253	0.51	0.83799999999999997	1.04	1.33	Comprimento (L)
Resistência (R)