O Pêndulo Simples

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO

COORDENAÇÃO DO CURSO DE CIÊNCIAS NATURAIS

CURSO: CIÊNCIAS NATURAIS – FÍSICA/BIOLOGIA

DISCIPLINA: ELETRICIDADE E MAGNETISMO

ALUNO (S): ANTÔNIO LUCAS MENESES DE SOUSA, ILDELENE FERNANDES DE SOUZA, JESUINO ALVES MARTINS JÚNIOR, JORDANA MARTINS SOUSA & RAQUEL DA CONCEIÇÃO DE ALENCAR

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ANO: 2021                                                                         SEMESTRE: 2020.2                           

 

 

ROTEIRO EXPERIMENTAL

PÊNDULO SIMPLES

(MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES)

 

 

BACABAL – MA

2021

ANTÔNIO LUCAS MENESES DE SOUSA

ILDELENE FERNANDES DE SOUZA

JESUINO ALVES MARTINS JÚNIOR 

JORDANA MARTINS SOUSA

RAQUEL DA CONCEIÇÃO DE ALENCAR

PÊNDULO SIMPLES

(MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES)

Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de nota na disciplina de Ondas e Termodinâmica no curso de Licenciatura em Ciências Naturais - Física/Biologia, na Universidade Federal do Maranhão.

Prof.º Dr. Ariel Nonato de Almeida de Abreu Silva

BACABAL-MA

2021

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 

O objetivo desse roteiro experimental é simplesmente introduzir o aluno no estudo do Movimento Harmônico Simples (MHS). Isso pode ser estudado no ambiente em que vivemos. Tal ambiente que há um grande número de fenômenos que se estudam por meio desses eventos periódicos. As ondas sonoras, a vibração de uma corda de um instrumento musical, as radiações eletromagnéticas e o movimento dos elétrons em um campo elétrico alternado são alguns exemplos de fenômenos que apresentam grandezas com comportamento oscilatório e periódico. Embora as naturezas dessas oscilações sejam diversificadas, as equações matemáticas usadas para descrevê-las são parecidas. Portanto o tratamento matemático utilizado na execução de um sistema simples pode ser estendido a sistemas semelhantes. E o sistema que é muito usado para estudar alguns desses fenômenos oscilatórios e periódicos é o pêndulo simples. 

Um pêndulo simples é constituído de um objeto de massa m, com volume relativamente pequeno, suspenso por um fio, de comprimento l, inextensível e de massa desprezível, como mostrada na Fig. 1.   

Quando olhamos o experimento na situação inicial e o pêndulo se encontra em repouso, na vertical. Ao ser afastado dessa posição de equilíbrio de um ângulo θ e ao ser solto, o pêndulo executará um movimento oscilatório em um plano vertical, sob a ação da gravidade.

Todo movimento oscilatório é caracterizado por um período T, que é o tempo necessário para se executar uma oscilação completa. No caso do pêndulo, uma análise detalhada da dinâmica do problema leva a uma equação geral para o período da forma:

  + ...),                                                                 (1)[pic 1]

Em que

                                                                                                                        (2)[pic 2]

 é a aceleração da gravidade.[pic 3]

Pode-se demostrar que, para pequenas oscilações – θ ≤ 10º –, o período não depende do ângulo, e dado pela equação 2. Para que possamos perceber a validade dessa aproximação, pode-se calcular o valor do segundo termo da série da equação 1 para θ = 10º e compara-lo com o valor do primeiro termo é 1. E esse experimento é trabalhado dentro do limite de pequenas oscilações.  

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