Movimento Harmônico Simples Amortecido: O Pêndulo Simples

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE CIENCIAS NATURAIS E EXATAS

DEPARTAMENTO DE FISICA

FISICA GERAL E EXPERIMENTAL II

Experimento 02 – Movimento Harmônico Simples Amortecido: o pêndulo simples

Luís Felipe Monteiro

Luiz Eduardo Evangelista

Turma:10

20/07/2021

Introdução

Este relatório consiste na descrição da prática em que foi feito o estudo do movimento harmônico amortecido utilizando um sistema que sofreu a ação uma forma restauradora não desprezível. Esse experimento tem como objetivo a discussão de um projeto que envolve um conjunto massa-mola o qual sofre um efeito não desprezível de amortecimento sobre seu movimento, devido ao efeito do atrito do ar com o disco e a constante de amortecimento do sistema em análise.

Fundamentação Teórica

        O movimento depende apenas da ação dessa força e da inércia da partícula, determinada pela sua massa. A resistência do pêndulo, a fricção atuando no ponto de levantamento, tira a energia do movimento do pêndulo. Quando o movimento do oscilador é reduzido por uma força externa, dizemos que o movimento do oscilador e o oscilador são amortecidos. Consideremos um sistema composto por uma massa m presa a uma mola cuja constante elástica é imerso em um fluido viscoso. As oscilações neste sistema serão amortecidas pela presença do fluído, gerando um movimento oscilatório amortecido. Se o amortecimento for pequeno, a amplitude das oscilações diminui lentamente com o tempo. Um caso simples de osciladores amortecidos é aquele em que a força de amortecimento é proporcional à velocidade v da massa que oscila

Aqui abaixo temos uns gráficos e tabela relacionados ao experimento feito:

[pic 1]gráfico1[pic 2]grafico2

[pic 3]Tabela1

Metodologia

Para fazer o experimento foi utilizado uma rolha e um barbante de 2 metros. A rolha foi amarrada com barbante numa viga. Como a foto a seguir:

[pic 4] 

Montamos o pêndulo simples de forma que, na posição de equilíbrio, o pedaço de rolha ficasse próximo ao chão, aonde estava uma fita de papel de 50cm embaixo do pêndulo. Colocamos a extremidade da fita no ponto de equilíbrio do pêndulo e logo depois deslocamos a rolha até uma posição inicial de 40cm e soltamos para que permita o corpo pêndulo oscilasse sobre a fita de papel e marcamos os pontos máximos de deslocamentos após de cada oscilação, com uma trena mediamos as distâncias entre o ponto de equilíbrio. Refizemos o procedimento para que pudéssemos aferir o tempo que o pêndulo leva para alcançar cada posição na fita de papel.

A partir disso, colocamos os resultados (tempos e distancias) na tabela, conforme a tabela1:

[pic 5]

Logo após inserimos esses dados no programa Qtiplot para obter os gráficos e assim desenvolver eles como pode ser visto a seguir:

[pic 6]

Conclusões

É evidente que os elementos podem acabar interferindo no experimento como o cronometro, o disparo feito por um ser humano e outras irregularidade. Mas o modelo teórico apresentado para o experimento do movimento hormônico simples amortecido é bem adaptado as práticas que se propõem a ser feito. Como já dito as oscilações em tende a diminuir o tamanho da amplitude lentamente devido ao atrito do ar durante um tempo por isso o nome amortecido.