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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE – UNINORTE ENGENHARIA AMBIENTAL TALITA DOS REIS GUIMARÃES 2 0 Experimento: Pêndulo Simples

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Page 1: 2-Trabalho de fisica 1

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE – UNINORTE

ENGENHARIA AMBIENTAL

TALITA DOS REIS GUIMARÃES

20 Experimento: Pêndulo Simples

MANAUS

2010

Page 2: 2-Trabalho de fisica 1

2

TALITA DOS REIS GUIMARÃES

20 Experimento: Pêndulo Simples

Este relatório destina-se a obtenção de

nota parcial da disciplina de Introdução a

Mecânica do curso de Engenharia

Ambiental do Centro Universitário do Norte

– UNINORTE

Turma: EAN01S1

MANAUS/AM

Page 3: 2-Trabalho de fisica 1

3

2010

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO..................................................................................................................4

1.1 Objetivo Geral......................................................................................................4

1.2 Relação do Material.............................................................................................5

CAPÍTULO 1 – RELAÇÃO ENTRE PERÍODO DE OSCILAÇÃO E AMPLITUDE...........6

2.1 Procedimento do relatório....................................................................................6

2.2 Tabela de medições.............................................................................................6

2.3 Proposta para Avaliação...................................................................................... 6

CAPÍTULO 2 – RELAÇÃO ENTRE O PERIODO DE OSCILAÇÃO E A MASSA DO PÊNDULO........................................................................................................................ 7

3.1 Procedimento do relatório....................................................................................7

3.2 Tabela de medições.............................................................................................7

3.3 Proposta para Avaliação...................................................................................... 7

CAPÍTULO 3 – RELAÇÃO ENTRE PERIODO E COMPRIMENTO DO PÊNDULO........9

3.1 Procedimento do relatório....................................................................................9

3.2 Tabela de medições.............................................................................................9

3.3 Atividades.......................................................................................................... 10

CONCLUSÃO ................................................................................................................12

REFERÊNCIA.................................................................................................................13

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4

INTRODUÇÃO

O pêndulo simples é um instrumento ou uma montagem que consiste num

objecto que oscila em torno de um ponto fixo. 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.

A descoberta da periodicidade do movimento pendular foi feita por Galileu Galilei.

O movimento de um pêndulo simples envolve basicamente uma grandeza chamada

período (simbolizada por T): é o intervalo de tempo que o objecto leva para percorrer

toda a trajectória (ou seja, retornar a sua posição original de lançamento, uma vez que

o movimento pendular é periódico). Derivada dessa grandeza, existe a frequência (f),

numericamente igual ao inverso do período (f = 1 / T), e que portanto se caracteriza

pelo número de vezes (ciclos) que o objecto percorre a trajectória pendular num

intervalo de tempo específico. A unidade da frequência no SI é o hertz, equivalente a

um ciclo por segundo(1/s).

1.1Objetivo Geral

Realizar experiência quantitativa do movimento de um pêndulo simples, medir

sua respectiva aceleração da gravidade utilizando o pêdulo simples, obter o valor da

Page 5: 2-Trabalho de fisica 1

5

aceleração da gravidade por outro método e determinar o período, a frequência, a

velocidade angular, a aceleração centrípeta do pêndulo simples.

1.2Relação do Material

90 cm de barbante

Uma massa

Uma régua de 50 cm

Três cronômetros

Um tripé com suporte

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CAPITULO 1 – RELAÇÃO ENTRE PERÍODO DE OSCILAÇÃO (T) E AMPLITUDE (A)

2.1 Procedimentos do relatório

2.1.1 Montar o equipamento de acordo com a figura.

2.1.2 Prender uma massa de 50g na extremidade livre do barbante com 80 cm

de comprimento.

2.1.3 Afastar 10 cm de sua posição de equilíbrio (valor da amplitude)

2.1.4 Medir o tempo de 10 oscilações e determinar o período de oscilação, ou

seja, o tempo de uma oscilação.

2.1.5 Repetir o feito três vezes com três cronômetros e considerar a média.

2.1.6 Transcrever os resultados para tabela

2.2 Tabela de medições

Cm T1 T2 T3 ∆t T

10 16,54 16,86 16,93 16,77 1,677

15 16,90 17,32 17,46 17,22 1,722

20 17,15 15,77 17,24 16,72 1,672

50 17,76 17,77 17,93 16,98 1,698

2.3 Proposta para Avaliação

1- Observando os valores obtidos no experimento, pode-se notar que os valores do período obtido não variam muito para as variações da amplitude, com esses resultados, podemos concluir que o período de oscilação não depende da sua amplitude de oscilação

2- Ao aumentar a amplitude para 50 cm os valores não variaram.

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CAPITULO 2 – RELAÇÃO ENTRE O PERÍODO DE OSCILAÇÃO (T) E A MASSA DO

PÊNDULO (m)

3.1 Procedimentos do relatório

3.1.1 Prender massa de 100g, na extremidade livre do fio de 80 cm.

3.1.2 Afastar 15 cm de sua posição de equilíbrio (amplitude)

3.1.3 Soltar e deixar oscilar livremente

3.1.4 Medir o tempo de 10 oscilações e determinar o período de oscilação (T)

3.1.5 Repetir o procedimento para massa de 150g

3.1.6 Preencher a tabela

3.2 Tabela de medições

15 cm

Gramas T1 T2 T3 T

50 17,76 17,77 17,93 16,98 1,698

100 16,89 16,98 17,07 16,98 1,698

150 18,39 17,91 18,00 18,10 1,810

3.3 Proposta para avaliação

1- Observando os resultados obtidos na tabela, podemos notar que os valores

dos períodos não variam muito para as diversas variações de massa, isso nos permite

concluir que o período de oscilação não depende da massa do pêndulo.

2- Por que determinar 10 oscilações, quando se pretende o tempo de uma

oscilação? Resposta: Por que cada oscilação é um segundo e temos que transformar

pra ciclo/s (ciclo por segundo).

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3- O período de um pêndulo simples independe da amplitude.

4- Para a mesma amplitude, se aumentarmos a massa do pêndulo o período não

se altera.

5- Se para efetuar uma oscilação completa o tempo foi de 0,17s, concluímos que

o período vale 0,17 e a frequência 0,58 ciclo/s.

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CAPITULO 3 –RELAÇÃO ENTRE PERÍODO E COMPRIMENTO DO PÊNDULO

4.1 Procedimentos do relatório

4.1.1 Usando a mesma montagem da prática anterior, com uma massa de 50g e

a amplitude pequena em média de 3 a 4 graus, medir o comprimento do pendulo de

aproximadamente de 80cm.

4.1.2 Fazer com que o pêndulo oscile livremente.

4.1.3 Determinar o período de oscilações para esse comprimento.

4.1.4 Anotar esses valores na tabela.

4.1.5 Diminuir o comprimento do fio enrrolando-o no próprio suporte.

4.1.6 Medir o novo comprimento (aprox. 60cm).

4.1.7 Determinar o período de oscilação para esse novo comprimento e anotar

esse novo valor na tabela.

4.1.8 Repetir as sequências de e completar a tabela abaixo diminuindo de 10 em

10cm cada vez mais até a medida de 30 cm.

4.2 Tabela das Medições

40 grausL (m) T1 T2 T3 ∆t T0,80 16,13 15,83 15,91 15,95 1,5950,70 15,85 16,24 15,64 15,91 1,5910,60 14,99 14,61 14,73 14,77 1,4770,50 13,3 13,37 13,28 13,31 1,3310,40 11,96 12,02 11,73 11,90 1,1900,30 9,72 9,55 9,64 9,63 0,963

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4.3 Atividades

1- Fazer o gráfico T = f (L)

2- Qual o aspecto do gráfico T = f (L) ? Resposta: O gráfico acima é uma

função do primeiro grau.

3- Qual o aspecto do T2 = f (L) ?Resposta: É uma função do segundo

grau, ou seja quadrática, quando for representada o gráfico ficará uma parábola.

4- Baseado na questão anterior podemos concluir que “T” é:

a) Diretamente proporcional a L ? Sim

b) Inversamente proporcional a L ? Não

c) Diretamente proporcional a L2 ?Sim

d) Diretamente proporcional a raiz quadrada do comprimento? Não

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5- Dada a equação , determine a aceleração da gravidade do

meio.

Resposta:

6- Utilizando os valores da tabela,determinar o valor da aceleração da

gravidade média (gm)

7- Com os resultados obtidos nas 3 relações, o que você conclui

relacionando-se ao período? Resposta: Conclui-se que ao utilizar

comprimentos e tempos diferentes o período (T) se manteve, ou seja, não

se distanciou dos demais períodos.

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CONCLUSÃO

A partir do experimento realizado com o pendulo simples, em condições reais, (com a interferência de forças externas) podemos verificar que a aceleração da gravidade atua em toda parte e preserva suas características básicas onde quer que sejam aplicadas.

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REFERÊNCIAS

Halliday, D. & Resnick, R. Fundamentos de Física. R J: Livros Técnicos e Científicos, 1991. v. 1 e 2.

Eisberg, R. M & Lerner, L. S. Física. São Paulo: McGraw-Hill, 1982. V. 1 e 2.

Tipler, P. Física. Guanabara Dois Editora, 1985, v. 1

Kittel, C. Knight, W. & Ruderman, M. Curso de Física de Berkeley-Mecânica. Edgard Blücher Ltda, 1973. v.1