Experiência: peculiaridades do movimento de um pêndulo simples

O experimento tenta verificar as particularidades do movimento de um pendulo simples, foi observada a alteração no comportamento do mesmo com a manipulação do parâmetro “L” esuas co-dependências com, a massa do objeto, a gravidade e a amplitude do movimento.

Espera-se conseguir um compreender melhor este tipo de movimento em particular e como ele se relaciona com omovimento harmônico simples (MHS).

Introdução:

O pêndulo simples é um sistema ideal, constituído por uma massa presa à extremidade de um fio inextensível e de peso desprezível, que tem a outraextremidade associada a um eixo, em torno do qual é capaz de oscilar. Na figura temos um pêndulo de massa m e comprimento “L”.

O pêndulo simples realiza movimento oscilatório e periódico. A amplitude doseu movimento é igual ao ângulo formado com a vertical quando o pêndulo está numa posição extrema.

0 pêndulo simples ideal realiza suas oscilações no vácuo com amplitude não superior a 15°.

Selevarmos o pêndulo até uma posição fora do equilíbrio, e o soltamos, ele irá oscilar por ação de uma força restauradora.

Pendulo simples

Na figura a seguir pode-se ver a componente força-peso que atuacomo força restauradora e é responsável pelo movimento do pendulo.

Fp =m×g×sinθ

Diagrama de forças para pendulo simples

Logo a Fp não é proporcional às elongações, não se tratandoconsequentemente, de um MHS. Entretanto quando A < 10° ele se comportara como um M. H. S. pois com A < 10° o valor de senθ ≅ θ (θ em radianos).

Dessa forma, também, o movimento da massa m serápraticamente retilíneo, pois o arco de circunferência compreendido pela posição de equilíbrio e pela posição extrema será "L" × θ um valor muito pequeno, e que, portanto, se aproxima de um segmento de reta....