Relatório Física - Termodinâmica e Ondas

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Experimento Pêndulo Simples
Resumo. Este trabalho se trata de um experimento com pêndulo simples, sendo que entre os objetivos do mesmo, estar a ideia de tentar descobrir a gravidade de cada local onde ele for realizado.
Palavras chave: (Pêndulo simples; relações; gravidade)
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Introdução
Um pêndulo simples é um sistema composto por uma massa acoplada a um pivô que permite sua movimentação livremente. A massa fica sujeita a força restauradora causada pela gravidade.
Existem inúmeros pêndulos estudados por físicos e utilizado por engenheiros, já que esses descrevem-no como um objeto de fácil previsão de movimentos e que possibilitou inúmeros avanços tecnológicos, mas o modelo mais simples, e que tem maior utilização é o Pêndulo Simples.
Nesse experimento vai se trabalhar com relações entre período pendular e amplitude do pêndulo, como também relações envolvendo massa pendular e comprimento pendular.
Procedimento Experimental
Para se realizar este experimento, devem ser seguidas algumas etapas, as quais vão ser especificas por partes.
Materiais necessários:
· 1 m de fio resistente, fino e leve;
· 150 g de chumbada ou outro material que permita a combinação das massas, 50 g, 100 g, e 150 g;
· 1 transferidor;
· 1 suporte de fixação do pêndulo;
· 1 cronômetro (pode ser no celular, online etc).
PARTE I (Relação entre o período e a massa pendular):
	Em primeiro lugar deve-se montar o pêndulo simples, para isso use uma massa pendular de 50 g, com um fio de comprimento L = 0,75 m. Em seguida prender o transferidor de modo que ele fique fixo e alinhado com o pêndulo. Observe a imagem ilustrativa.
	
Modelo de pêndulo simples.
	Depois de montar a estrutura, deve-se deslocar a massa pendular da posição de equilíbrio de um ângulo menor que 10º, liberando-a e medindo o tempo de 10 oscilações completas. 
 Anote na tabela 1 o tempo de duração de uma oscilação, este valor é o período do pêndulo T.
 Em seguida repita o mesmo processo para as massas de 100 e 150 g.
PARTE II (Relação entre o período e a amplitude):
 Nessa etapa, a montagem do pêndulo é a mesma da primeira parte, o ângulo de deslocamento inicial também, o que vai mudar é a repetição por três vezes da tomada de tempo para a amplitude da inclinação de 10º, e de mais dois valores, 30º e 60º, logo depois preenchendo cada valor na tabela 2.
PARTE III (Relação entre o período e o comprimento pendular):
 Na última parte do experimento, a montagem do pêndulo vai mudar no decorrer do processo, pois vão ser usados comprimentos L diferentes, use os devidos valores da tabela. Lembrando que para cada comprimento vai ser feito o deslocamento com a ângulo de 10º, e repetindo por três vezes a tomada de tempo. Preencha numa tabela da forma devida para posteriormente se montar os gráficos 1 e 2.
Análise e Resultados
Terminado o experimento, vamos agora analisar tudo que fizemos.
PARTE I:
 Tivemos uma relação entre o período e a massa pendular, analisando a tabela 1, percebe-se que dentro de uma tolerância adotada de 5% foi possível afirmar que o período permaneceu constante. Também é notório que o período de oscilação não depende da massa oscilante, respeitando a restrição a qual diz que o ângulo de inclinação não pode ser maior que 10º.
Tabela 1. Relação entre o período e massa pendular.
	Comprimento 
Pendular L (m)
	Massa pendular
m (kg)
	Tempo de 10
Oscilações 10.T (s)
	Período T (s)
	0,75
	0,050
	17,33
	1,73
	0,75
	0,100
	17,65
	1,76
	0,75
	0,150
	17,67
	1,77
PARTE II:
 Na segunda parte se relacionou o período e a amplitude. Na tabela 2 considerando seus valores, também atribuindo uma tolerância de 5% podemos perceber que o período novamente permaneceu constante. O período de oscilação não depende da amplitude do movimento, à medida que a amplitude aumenta, o período também aumenta, porém é um aumento mínimo, que não dá para firmar essa dependência, contando que esse procedimento considere ângulos entre 10º e 60º.
Tabela 2. Relação entre o período e a amplitude.
	Amplitude A
	Tempo de 10 oscilações
	Período T(s)
	
	T1
	T2
	T3
	
	10º
	17,52
	17,45
	17,60
	1,752
	30º
	17,69
	17,62
	17,71
	1,767
	60º
	17,95
	17,88
	17,97
	1,793
PARTE III:
 Agora vamos analisar um gráfico do período T versus o comprimento do fio L, considerando os dados obtidos até o momento.
Gráfico 1. Período (T) x Comprimento do pêndulo (L).
 A curva apresentada no gráfico 1, é parabólica. A equação que a define é:
 T = - 2,298 L² + 3,997 L + 0,012
 Fazendo a mudança de variável elevando T², temos o determinado gráfico T² versus o comprimento do fio L para linearizar o gráfico.
Gráfico 2. Período ao quadrado (T²) x Comprimento do pêndulo (L).
 A equação do gráfico 2, é um pouco diferente, e é caracterizada da seguinte forma:
 
 T² = 4,092 L – 0,028
 Ao se comparar as duas equações pode-se obter a aceleração da gravidade local. Veja a seguir.
 
 T² = 4.².
 T² = => T² = 4,092 L
 = 4,092 
 g = => g = 9,65 m/s²
 Com base nos resultados experimentais para pequenas oscilações, conclui-se que a respeito da dependência entre Período e Amplitude, e entre Período e Massa Pendular, a medida que um valor aumenta o outro também aumenta. Já a relação entre Período e Comprimento Pendular, quanto maior for L (m) menor será o T (s). Porém em qualquer uma das relações, não se pode firmar que a uma dependência entre valores, já que os aumentos de períodos são considerados “constantes”.
 Também deve ser lembrando que como em alguns estados a gravidade possui uma variação (por mais pequena que seja), os experimentos com o pêndulo simples podem ter mínimas variações de um local para outro.
Conclusão
Infere-se, portanto, que o experimento com pêndulo simples pode ser muito útil para estudos das mais variáveis áreas. Nesse trabalho pode-se encontrar a gravidade em cada local através desse processo. Também pode-se observar relações envolvendo conceitos primordiais nesse tipo de movimento, que são o Período, Amplitude, Comprimento do Pêndulo e Massa, os quais tiveram análises feitas de acordo aos dados obtidos no decorrer das ações. Sendo assim, através desse experimento cada vez mais percebe-se a utilidade extraordinária que a física pode proporcionar aos seres humanos.
Referências
 Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/pendulo-simples.htm>
 Acesso em: 03/ 09/ 2021
T² versus L
Valores Y	
0.75	0.7	0.65	0.6	0.55000000000000004	0.5	0.45	0.4	0.35	0	3.07	2.87	2.61	2.42	2.2200000000000002	2.02	1.78	1.59	1.4	0	Comprimento do pêndulo L (m)
Período ao quadrado T² (s)
T versus L
Valores Y	y = -2,298x2 + 3,9967x + 0,0122
0.75	0.7	0.65	0.6	0.55000000000000004	0.5	0.45	0.4	0.35	0	1.752	1.6930000000000001	1.6160000000000001	1.5569999999999999	1.4890000000000001	1.42	1.3340000000000001	1.26	1.1839999999999999	0	Comprimento do pêndulo L (m)
Período T (s)