filosofia

Pêndulo Simples

Objetivos
Realizar experiências quantitativas do movimento de um pêndulo simples
Medir a aceleração da gravidade utilizando um pêndulo simples
Determinar o período, a freqüência, a velocidade angular, aceleração centrípeta do pêndulo simples.
Material
Pêndulo
Um padrão de medida
Cronômetro
Régua
Transferidor
Blocos de 50g de massa (2) Introdução
Um pêndulo simples consiste de um fio leve e inextensível de comprimento L, tendo na extremidade inferior, por exemplo, uma esfera de massa m; a extremidade superior é fixada em um ponto, tal que ele possa oscilar livremente (resistência do ar desprezível), com amplitudes pequenas (máximo= 15o) (fig.1).
Quando o pêndulo é deslocado de sua posição de equilíbrio, ele oscila sob a ação da força peso, apresentando um movimento periódico. As forças que atuam sobre a esfera de massa m são: a força peso p e a força de tração T.
A força centrípeta, Fc, que mantém o pêndulo na trajetória de um arco circular, é a resultante da força de tração T que o fio exerce e da componente da força peso py na direção do raio, que imprime a aceleração centrípeta, ac: ac = V2 / R
Podemos determinar a aceleração da gravidade local, medindo a aceleração tangencial e o ângulo de um pêndulo simples. g = - a t / sen Figura 1 - Pêndulo simples e as forças que atuam sobre a esfera de massa m
Período do pêndulo simples
Quando o ângulo for muito pequeno ( aproximadamente 3o) sen aproximadamente igual a . Neste caso o pêndulo executa um movimento harmônico simples (MHS) e o período pode ser calculado pela expressão: T = 2 (L / g )1/2
Período, freqüência, e velocidade angular de um pêndulo simples
O período de um pêndulo, T, é o tempo que ele leva para dar uma oscilação completa, ou seja, o tempo que leva para sair da sua posição inicial e voltar para a mesma posição. Para medir este tempo vamos medir o tempo t que leva para dar um número determinado de oscilações, n: qT =