Fisica

RESUMO

Nas práticas realizadas durante a aula prática de movimento harmônico simples (pêndulo) foram descritos e demonstrados os conceitos de suas variáveis tais como Periodo (T), Frequência (f) e Amplitude (A), foi relatado como calcula-lás através de experimentos. E foi observado a relação das variáveis quanto a dependência uma das outras.

SUMÁRIO

Objetivos 2

Introdução 3

Materiais 4

Conceitos 4

Procedimento 5

Conlusão 15

Biografia 17

CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS – Unileste

Componente: Aline de Oliveira Gomes

Adalto Batista Gregorio

Jean Alves de Souza

Felipe Alan Cabral Calixto

Kácio de Almeida

Vágner Macedo de Carvalho

RELATORIO DAS PRATICAS DE FÍSICA IV

Relatório apresentado como parte das exigências da aula de laboratório, Física Experimental VI, do curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais - Unileste – Campus Coronel Fabriciano.

Prática 1: Movimento Hamônico Simples (pêndulo)

Objetivos

Análisar o período de tempo de oscilação do pêndulo em função da massa;

Analisar o periodo de oscilação do pêndulo em função do comprimento;

Determinar a aceleração da gravidade g.

Introdução

Um corpo suspenso por um fio, afastado da posição de equilíbrio sobre a linha

vertical que passa pelo ponto de suspensão, e abandonado, oscila. O corpo e o fio

formam o objeto que chamamos de pêndulo. Vamos discutir um modelo chamado de

pêndulo simples, construído para descrever um pêndulo. Esse modelo é apropriado

para descrever um pêndulo que oscila com amplitude pequena, isto é, com amplitude

muito menor do que o comprimento do fio.

O pêndulo simples consiste de uma partícula de massa m suspensa por um fio

sem massa e inextensível de comprimento L (Fig.1). Afastada da posição de

equilíbrio, sobre a linha vertical que passa pelo ponto de suspensão Q, e abandonada,

a partícula oscila com amplitude A. Se a amplitude é pequena (A <L), a partícula

descreve um MHS num referencial fixo no ponto de suspensão.

FIGURA 1

Quando afastamos a massa da posição de repouso e a soltamos, o pêndulo realiza oscilações. Ao desconsiderarmos a resistência do ar, as únicas forças que atuam sobre o pêndulo são a tensão com o fio e o peso da massa m. Desta forma:

FIGURA 2

A componente da força Peso que é dado por P.cosθ se anulará com a força de Tensão do fio, sendo assim, a única causa do movimento oscilatório é a P.senθ. Então:

No entanto, o ângulo θ, expresso em radianos que por definição é dado pelo quociente do arco descrito pelo ângulo, que no movimento oscilatório de um pêndulo é x e o raio de aplicação do mesmo, no caso, dado por ℓ, assim:

Onde ao substituirmos em F:

Assim é possível concluir que o movimento de um pêndulo simples não descreve um MHS, já que a força não é proporcional à elongação e sim ao seno dela. No entanto, para ângulos pequenos, , o valor do seno do ângulo é aproximadamente igual a este ângulo.

Então, ao considerarmos os caso de pequenos ângulos de oscilação:

Como P=mg, e m, g e ℓ são constantes neste sistema, podemos considerar que:

Então, reescrevemos a força restauradora do sistema como:

Sendo assim, a análise de um pêndulo simples nos mostra que, para pequenas oscilações, um pêndulo simples descreve um MHS.

Como para qualquer MHS, o período é dado por:

e como

Então o período de um pêndulo simples pode ser expresso por:

Materiais

• Objetos de massas variadas ;

• Pêndulo simples;

• balança analógica;

• cronômetro;

• Régua graduada

Conceitos

Período ( T) – Tempo gasto para uma oscilação completa:

...