Relatorio de Fisica experimental - Pendulo Simples
Por: Adriano Freitas • 13/8/2016 • Trabalho acadêmico • 1.134 Palavras (5 Páginas) • 1.242 Visualizações
[pic 1]
ADRIANO RODRIGUES DE FREITAS – R.A 1001552440
DIEGO DE MORAIS FRANCISCO – R.A 1001552561
FRANCIELE RODRIGUES MOSCATTO – R.A 1001560441
GÜNTHER FRANK – 1001552986
ROMULO JOSÉ VIERA – R.A 1001552254
RELATÓRIO FÍSICA EXPERIMENTAL 2
(MHS / PÊNDULO)
CURITIBA,
2016
- INTRODUÇÃO
A experiência realizada e aqui descrita consiste em se realizar medidas de tempo e adquirir noções sobre ordem de grandeza nessas medidas. Estudamos o período de oscilação de um pêndulo simples. Esse sistema nos concede uma visão teórica precisa. A experiência feita no laboratório nos proporcionou observar e compreender essa teoria, e nos apresentou um resultado satisfatório.
Galileu Galilei foi o pioneiro na observação e desenvolvimento de experiências com o pêndulo. Observando um lustre na catedral de Pisa, ele verificou que quando as oscilações ficavam cada vez menores o tempo era sempre o mesmo. Confirmou isso em casa, e verificou ainda que o tempo das oscilações dependia do comprimento do fio. Com novos experimentos, Galileu descobriu que o tempo de oscilação não depende o peso do corpo preso na extremidade do fio, o tempo é o mesmo para um corpo leve quanto para um corpo pesado.
- Definição
Pêndulo simples é um sistema mecânico ideal constituído de um corpo de massa m suspensa por um fio inextensível de massa desprezível e de comprimento L. As dimensões do corpo são desprezadas quando comparadas ao comprimento do fio. Quando o pêndulo está em repouso, as duas forças que agem sobre a partícula, o seu peso (mg) e a tensão aplicada pelo fio (T), se equilibram. Quando afastamos o corpo suspenso da posição de repouso, a direção do fio faz um ângulo θ com a vertical. Mantendo a extensão do fio, soltamos o corpo e o pêndulo oscila, sob a ação da gravidade g e as forças peso e tração do fio sobre o ponto material (fig. 1). O componente do peso perpendicular ao fio, de intensidade P = mg sen θ, agirá no sentido de restaurar o equilíbrio, fazendo, portanto o movimento oscilatório.
[pic 2]
Figura 01 – Representação sistemática de um pêndulo simples.
- Período do pêndulo simples
No caso do experimento realizado, o ângulo θ é pequeno, então o pêndulo executa um movimento harmônico simples (MHS), e, conhecidas as forças que atuam sobre ele, podemos calcular o período (T) do movimento através da seguinte equação:
[pic 3]
Onde:
T - período
L - comprimento do fio
g - aceleração da gravidade
O período de um pêndulo, T, é o tempo que ele leva para dar uma oscilação completa, ou seja, o tempo que leva para sair da sua posição inicial e voltar para a mesma posição.
- Objetivos
- Medir o período de oscilação de um Pêndulo Simples.
- Verificar a compatibilidade entre a teoria (fórmula) e a prática.
- Calcular o valor da aceleração da gravidade (g).
- Procedimento experimental 01
- Material utilizado
- um fio de comprimento L e massa desprezível;
- um corpo metálico de massa m (porca);
- tesoura;
- trena;
- cronômetro.
[pic 4]
Figura 02 – Materiais utilizados no experimento.
- Descrição do experimento
O experimento consistiu em montar um pêndulo simples com comprimento L. Antes mediu-se a altura do teto do laboratório. Em um suporte preso ao teto foi fixada uma das extremidades do fio, e na outra o corpo metálico, sendo observado o comprimento máximo sem que o corpo tocasse o chão, mantendo-se suspenso pelo fio.
Foi medido o comprimento do fio desde o ponto de fixação no suporte do teto até o centro de gravidade do corpo metálico. Comprimento encontrado foi um L = 2,7 metros.
Com o pêndulo montado, seguiram-se os passos:
- Colocamos o pêndulo para oscilar, afastando a massa suspensa da posição de repouso, de modo que a direção do fio obteve um ângulo θ com a vertical.
- Com o auxílio do cronômetro, a partir do momento em que se soltou o corpo, marcamos o tempo para CINCO oscilações completas.
O tempo dessas oscilações foi t = 16,505s e logo após dividimos por 5 o tempo cronometrado encontrando assim um período de T= 3,301s.
Repetimos o experimento, agora cortando o fio utilizado pela metade, assim encontramos um L = 1,35m.
O período medido para as cinco oscilações foi igual ao um T’ = 2,332s.
Assim que coletamos todas as informações acima, conseguimos responder as seguintes questões abaixo:
- Calcular o valor de T e T’ através da formula:
[pic 5]
- Cálculo de T, utilizando L= 2,7m e g= 9,8m/s²;
[pic 6]
- Cálculo de T’, utilizando L= 1,35 e g= 9,8m/s²;
[pic 7]
- Calcular o valor da aceleração da gravidade (g) com os períodos (T e T’) medidos durante o experimento:
Fórmula: [pic 8]
- Cálculo de g, utilizando T= 3,301s e L = 2,7m;
[pic 9]
- Cálculo de g, utilizando T’ = 2,332s e L’ = 1,35 m;
[pic 10]
...