O Relatório Pêndulo
Por: Diegopelozatto • 11/11/2018 • Relatório de pesquisa • 1.860 Palavras (8 Páginas) • 178 Visualizações
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CENTRO DE OSCILAÇÃO
Primavera Agosto 2017
RESUMO
Com o intuito de aprendizado e demonstração de um dos assuntos de mais importância na física, este experimento estuda os fenômenos oscilantes. A oscilação pode ser observada de diversas formas, como em um pêndulo. Neste experimento demonstra-se o período e o centro de oscilação dos pêndulos estudados, analisando suas características, assim podendo averiguar conceitos pré- definidos sobre os períodos de oscilações.
Palavras-chave: Pêndulos, Experimento, Oscilação.
1. INTRODUÇÃO
Um dos assuntos de mais importância na física é aquele que estuda os fenômenos oscilantes. A oscilação está presente na natureza, como o movimento orbital de um planeta ao redor do Sol, o movimento de rotação de um CD em um computador, o movimento de vai e vem de um pistão em uma engrenagem de um automóvel, a vibração de uma corda em uma guitarra, ou até mesmo o movimento vibratório de uma ponte ou edifício.
Dizemos que um corpo se movimenta de forma oscilatória quando executa movimentos (ida e volta) em torno de certa posição que esteja em equilíbrio.
O movimento oscilatório é também conhecido como movimento periódico, isso porque ele depende de um período, que é o tempo necessário para se completar uma oscilação.
Conhecidas as forças que atuam sobre um sistema oscilante, podemos calcular o período (T) do movimento através da seguinte equação
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(01)
Sendo L o comprimento do fio, e g a aceleração da gravidade, desde que o ângulo θ seja no máximo 15º, podemos dizer que o período não depende da amplitude e nem da massa do corpo preso à extremidade do fio.
O ponto de oscilação O, denominado de centro de oscilação, é o ponto por onde deve ser suspenso o pêndulo físico para que ele tenha o mesmo período de oscilação do pêndulo simples de mesmo comprimento L.
METODOLOGIA
- OBJETIVOS
Determinar experimentalmente o período de oscilação de um pêndulo físico e de um pêndulo simples de forma teórica e prática, demonstrar também o comprimento do pêndulo simples síncrono com vários pêndulos de diversos formatos, além disso, determinar o centro de oscilação do pêndulo físico em estudo.
- MATERIAIS
- Pêndulo simples de comprimento variável
- Sistema de regulagem do comprimento
- Cabeçote de retenção do pêndulo
- Fixador de placas
- Tripé delta max
- Sapatas niveladoras
- Haste longa
- Sapatas niveladoras amortecedoras
- Fixador M5
- Trena
- Pêndulos físicos de diversos formatos
- PÊNDULO SIMPLES
Utilizando o pêndulo simples, é necessário soltá-lo em uma determinada angulação, de modo que ele percorra os movimento de oscilação dês vezes, assim anotando o tempo com o cronômetro, é possível alcançar o seu período de oscilação dividindo o tempo total pelo número de oscilações, e comparar com o período teórico que pode ser calculado através da eq. (01). Através do procedimento é possível traçar um gráfico relacionando o período com o tamanho do fio do pêndulo, assim obtendo através do coeficiente angular gráfico a constante C, tornando possível o calculo da aceleração gravitacional teórica:
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- PENDULO FÍSICO EM FORMA DE BARRA
Primeiramente, realiza-se a montagem do sistema como demonstrado na figura abaixo, com o pendulo físico pendurado pelo ponto P. Após isso, é necessário medir cinco vezes o tempo de dez oscilações, anote e repita o processo no ponto O do pêndulo físico, ao terminar, realize outra medição, mas agora com o pêndulo simples na altura do ponto G da barra podendo determinar o centro de oscilação do sistema. Podemos também alcançar o momento de inércia da barra, através do teorema dos eixos paralelos:
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Figura 1: Montagem do segundo procedimento. Fonte: próprios autores.
A equação do período sofre alterações para a barra é pode ser alcançada por:
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- PENDULO FÍSICO EM FORMA DE PLACA RETANGULAR
De modo semelhante ao procedimento anterior, realiza-se a montagem como demonstrado na figura abaixo, com o pêndulo físico apoiado pelo ponto P1. Após isso repetimos o procedimento citado acima, medindo também no ponto O1, P2, O2 e com o pêndulo simples na altura do ponto G, partindo do ponto P1 e depois do P2, de modo a comparar suas oscilações assim observando o centro de oscilação. É possível alcançar também o momento de inércia da placa através da eq. (3) e seu período através da eq. (4) podendo comparar os resultados práticos e teóricos tornando capaz a averiguação de conceitos.
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Figura 2: Montagem do terceiro procedimento. Fonte: próprios autores.
- PENDULO FÍSICO EM FORMA DE PLACA CIRCULAR
De forma parecida aos dois procedimentos anteriores, realiza-se a montagem como demonstrado na figura abaixo, sendo o pêndulo apoiado pelo ponto P. Logo após isso, realizam-se outras medidas referentes ao ponto P3, O3, e também do pêndulo simples na altura do ponto G, partindo do ponto P1 e P3. Assim podemos observar o centro de oscilação do pêndulo e alcançar seu período como no procedimento anterior, porém é necessário ficar atento a mudança referente ao cálculo do momento de inércia, onde não é possível ser calculado pelo conceito dos eixos paralelos:
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