Relatório de Física – Pêndulo Simples

Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia – Campus Jequié[pic 1]

Departamento de Química e Exatas - DQE

Disciplina: Fisica Geral e Experimental II – Licenciatura em Química

Professor: Juan Felix

Relatório de Física – Pêndulo Simples

Lucas Carvalho

Natiele Leite da Silva

Paulo Roberto de Souza

Jequié- BA

Maio de 2016

Sumário

1.        Introdução        3

2.        Objetivo        4

3.        Metodologia        4

4.        Parte experimental        5

4.1        Materiais        5

5.        Procedimentos        5

6.        Dados e análise de dados        6

6.1        Tabela 1: Tabela de dados, obtido diretamente do experimento.        6

6.2        Tabela 2: Tabela de dados para obtenção da aceleração da gravidade experimental        7

6.3        Gráficos        8

7.        Conclusão        10

8.        Referencial teórico        11

1. Introdução

Galileu Galilei, considerado um dos principais criadores do método científico moderno, foi uma das primeiras pessoas a estudar o movimento pendular e descobrir algumas de suas interessantes propriedades, como a conclusão de que a duração do movimento não é afetada pelo peso do corpo suspenso, mas sim pelo tamanho da corda que o suspende. Baseado nestas conclusões, Galileu desenvolveu o relógio de pêndulo, o mais preciso na época.

O movimento pendular, sem nós percebemos está contido em nossa vida quotidiana, como por exemplo: no relógio de parede, em uma cidade de ferro, em shoppings, entre outros. O estudo deste tema nos servirá para compreender os movimentos pendulares; já que são múltiplos os que podemos encontrar em diferentes ocasiões e dimensões, também através desta experiência aprenderemos a desmesurar os diferentes elementos que este tem.

Um corpo que executa movimento periódico encontra-se sempre em uma posição de equilíbrio estável. Quando ele é deslocado dessa posição e libertado, surge uma força ou um torque que o faz retornar à sua posição de equilíbrio. Ao atingir esse ponto, entretanto, pelo fato de haver acumulado energia cinética, ele o ultrapassa, parando em algum ponto de equilíbrio. [1]

Um pêndulo simples está constituído por uma partícula de massa m (desprezível) suspensa por um fio de comprimento L a qual realiza oscilações de pequenas amplitudes em torno de um ponto fixo em um plano vertical, tendo apenas a força do peso e a tenção agindo sobre o ponto material.

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Figura 1: Pêndulo simples

O braço executa movimentos alternados em torno da posição central, chamada posição de equilíbrio. O pêndulo é muito utilizado em estudos da força peso e do movimento oscilatório. Atualmente busca-se utilizar o pêndulo simples para determinar a aceleração da gravidade da Terra. Apesar de todos os cuidados adotados, há habilidades das interferências de erros nos resultados que podem até torná-los sem valor.

1.  Objetivo

Determinar experimentalmente o valor da aceleração da gravidade fazendo uso de um pêndulo simples.

1. Metodologia

Para a presente experiência levam em consideração alguns métodos que nos ajudaram a evitar erros experimentais.

1. Primeiro medimos os comprimentos de 10,0 cm; 20,0 cm; 30,0 cm; 40,0 cm; 50,0 cm; 60,0 cm; 70,0 cm; 80,0 cm; 90.0 cm e 100,0 cm. A incerteza medida neste caso ±0,1 cm. Conferimos novamente as medidas do comprimento quando já estava colocado o corpo em um extremo do fio. Para este caso nós consideramos uma incerteza de ±0,5 cm.
2. Para conferir o tempo oscilações do pêndulo, nós usamos um cronômetro com incerteza de ± 0,01 s, para medimos os tempos das oscilações.
3. Construímos duas tabelas onde na primeira contém o comprimento L em unidade de metros junto a sua incerteza, o tempo de 15 oscilações e sua incerteza do cronômetro dada em segundos e nas medias dos sete períodos de oscilação. Na segunda tabela contém a média1 oscilação, T2(s2), gravidade experimental, gravidade máxima e incerteza gravidade experimental.
4.  Com relação aos gráficos, mostraremos o seguinte:

• Gráfico da relação período (em segundo) versus o comprimento L (em metros).
• Gráfico do logaritmo do período, através de log (T) em função ao logaritmo do comprimento L através da equação ½ log (4× π2/g) + ½ log (L), que permitirá verificar a função exponencial de LB multiplicado por uma constate K:

T= k LB

• Gráfico da relação T2 versus o comprimento L com a finalidade de se obter o valor da aceleração da gravidade experimental usando 4° equação T2 = (4× π2/g) × L

1. Parte experimental

1. Materiais

• Suporte metálico.
• Fio de massa desprezível, de comprimento de (1,00±0,01m).
• Pêndulo de massa 50,0 gramas.
• Cronômetro.
• Transferido.
• Fita métrica.

1. Procedimentos

1. Mediu-se o comprimento do fio começando por L= 10,0 cm e levando em consideração a sua incerteza experimental.
2. Foi feito a medição do tempo de 15 oscilações com sua incerteza e dividimos entre 15.
3. Repetimos o item ii), para outros comprimentos L= 20,0 20,0 cm; 30,0 cm; 40,0 cm; 50,0 cm; 60,0 cm; 70,0 cm; 80,0 cm; 90.0 cm e 100,0 cm.

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Figura 2 Aparato experimental

1. Dados e análise de dados

Quando o pêndulo está em posição de equilíbrio, as duas forças que agem sobre a partícula, o seu peso (m g) tensão aplicada pelo fio, se equilibram. Porém, se o pêndulo for afastado de sua posição de equilíbrio, de modo que a direção do fio faça um ângulo Ө com a vertical, o componente do peso perpendicular ao fio, de intensidade (-m g sin θ) no sentido de restaurar o equilíbrio, fazendo o pêndulo oscilar com um movimento periódico T. Em uma primeira  aproximação (desprezando o efeito da resistência do ar e atrito) consideramos que as forças que atuam são: peso P = m g e a tensão no fio, T