Fisica expetimental

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
ENGENHARIA ELÉTRICA
FÍSICA EXPERIMENTAL

PRÁTICA 3: PÊNDULO SIMPLES

FORTALEZA, 12 de abril de 2012 1. OBJETIVOS * Verificar as leis do pêndulo; * Determinar a aceleração da gravidade local.

2. MATERIAL * Massas aferidas; * Cronômetro; * Fios; * Transferidor; * Coluna graduada.

3. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Um pêndulo simples é um sistema constituído por um objeto preso a um fio inextensível e de massa desprezível que oscila, sem atrito, em torno de um eixo, que seria a ponta do fio que não segura o objeto. Dizemos sem atrito pois,geralmente,não consideramos,na maioria das análises,a resistência do ar.
De início, o objeto encontra-se na posição de equilíbrio e quando afastado da mesma, oscila num movimento periódico. Caso seja feito em condições ideais, pode-se considerar a grandeza período, simbolizada pela letra T, que é o tempo necessário para a partícula realizar um movimento completo, ou seja, partir e voltar ao ponto de partida. Derivada dessa grandeza, a freqüência, que é o inverso do período, ou seja, o número de ciclos realizados em um intervalo de tempo, tem como unidade o hertz que seria 1/s. No movimento existe a ação de duas forças: a força peso e a tração do fio, como podemos ver na figura.

Por não haver forças dissipativas de energia o movimento é conservativo. Além disso, pode-se observar que a força restauradora do movimento é “-mgsenθ” (I), sendo assim, caso o ângulo seja menor ou igual a 15o, vale a aproximação θ=senθ. Chamando o arco de circunferência descrito no movimento pelo objeto de “A” e o tamanho do fio de “L” tem-se que: A = Lsenθ (II). Considerando as condições propostas e substituindo (II) em (I), tem-se que: F = -mgA/L (III). Tendo em vista que “m”, “g” e “L” são constantes, pode-se escrever k= mg/L (IV). Novamente realizando uma substituição, mas dessa vez será (IV) em (III), tem-se: F=-kA, ou seja, será harmônico simples, já que a força restauradora é