Pendulo Simples

Título da Atividade:

Pêndulo simples

Objetivo da Atividade:

Determinar a aceleração da gravidade média local utilizando um pêndulo simples.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA OU RESUMO TEÓRICO:

A aceleração da gravidade em um ponto é a intensidade do campo gravitacional nesse ponto. Geralmente, o corpo é perto da superfície de um corpo massivo. Um exemplo é a aceleração da gravidade da Terra ao nível do mar e à latitude de 45, que é igual a 9,80665 m/s2. A aceleração na Terra varia minimamente, devido a, principalmente, diferentes altitudes, variações na latitude e distribuição de massas do planeta. Para fins didáticos, é dito que a aceleração da gravidade é a aceleração sentida por um corpo em queda livre.

O movimento harmônico simples é um movimento oscilatório executado por uma partícula submetida a uma força restauradora proporcional ao deslocamento da partícula de sua posição de equilíbrio e de sinal contrário a este deslocamento. Dois elementos importantes no m.h.s são o período de oscilação e a amplitude do movimento. O período é o tempo de uma oscilação completa de vai-e-vem da partícula e a amplitude é a distância máxima (ou o ângulo máximo) que a partícula se afasta de sua posição de equilíbrio. No m.h.s o período independe da amplitude.

Idealmente, o pêndulo simples é definido como uma partícula suspensa por um fio sem peso. Na prática ele consiste de uma esfera de massa M suspensa por um fio cuja massa é desprezível em relação à da esfera e cujo comprimento L é muito maior que o raio da esfera.

Fig.1

A Fig.1 acima mostra um pêndulo simples afastado de um ângulo θ da vertical (posição de equilíbrio). As forças que atuam sobre a esfera são seu peso mg e a tensão na corda T. Decompondo o peso ao longo do fio e da perpendicular a ele, vemos que o componente tangencial mg.senθ é a força restauradora do movimento oscilatório. Nestas condições, demonstra-se que o período de oscilação do pêndulo simples é dado por: T=2√((□(L/g)) )

A equação do período acima é válida para um pêndulo que tem toda sua massa concentrada na extremidade de sua suspensão e que oscila com pequenas amplitudes. Na prática, procura-se satisfazer essas condições usando-se uma esfera pesada (aço, chumbo), de pequeno raio, suspensa por um fio o mais leve possível e trabalhando com amplitudes pequenas.

MATERIAL UTILIZADO:

(contendo um suporte universal wackerritt, haste, conjunto mecânico e pêndulo composto de linha e corpo metálico).

Fig.2

Escala Milimétrica.

Fig.3

Cronômetro digital.

Fig.4

PROCEDIMENTO:

Cada integrante do grupo mediu com a ajuda da escala milimétrica o comprimento do fio posicionado no conjunto mecânico. Em seguida foi tirada a média desses valores e obtemos o L (comprimento do fio).

Após isso, cada integrante cronometrou o tempo de dez oscilações do pêndulo, lembrando que cada oscilação é medida no tempo em que o bloco metálico sai de um ponto até ele voltar pro mesmo ponto. É importante que todos procurem manter a mesma altura de queda do bloco metálico e que apenas liberem o bloco, deixando-o cair pela força da gravidade. A média dos valores obtidos é tirada, obtemos o T (período de uma oscilação) dividindo o valor encontrado (média do tempo gasto) por 10 (valor de oscilações ocorridas).

Com os dados em mãos de L e T, é usada a equação T=2√((□(L/g)) ), onde a fórmula