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Um pêndulo simples de comprimento L=5m está preso em um ponto fixo no teto segurando um corpo de massa m. Esse pêndulo é levado a uma posição de a em relação à vertical e é largado seguindo um movimento de oscilação. Determine a equação do movimento do pêndulo sabendo que ele é largado com velocidade nula em um ângulo α=0,2 rd. Utilize a aproximação de senα=α para ângulos pequenos
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ailton castro

há 4 meses

Respostas

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há 4 meses

Para resolver a questão sobre o movimento de um pêndulo simples, podemos usar a aproximação para ângulos pequenos, onde \(\sin(\alpha) \approx \alpha\). A equação do movimento de um pêndulo simples pode ser descrita pela seguinte equação diferencial: \[ \frac{d^2\theta}{dt^2} + \frac{g}{L} \sin(\theta) = 0 \] Com a aproximação para ângulos pequenos, substituímos \(\sin(\theta)\) por \(\theta\): \[ \frac{d^2\theta}{dt^2} + \frac{g}{L} \theta = 0 \] Essa é uma equação diferencial linear de segunda ordem, que tem como solução geral: \[ \theta(t) = \theta_0 \cos\left(\sqrt{\frac{g}{L}} t\right) \] onde \(\theta_0\) é o ângulo inicial (neste caso, \(\alpha = 0,2 \, \text{rad}\)) e \(g\) é a aceleração da gravidade (aproximadamente \(9,81 \, \text{m/s}^2\)). Portanto, a equação do movimento do pêndulo, considerando a condição inicial de que ele é largado com velocidade nula, é: \[ \theta(t) = 0,2 \cos\left(\sqrt{\frac{9,81}{5}} t\right) \] Essa é a equação que descreve o movimento do pêndulo simples sob as condições dadas.

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