Pendulo de Torçao

Pêndulo de Torção
Resumo
O experimento realizado no laboratório objetivou abordar comparativamente dois sistemas de estudo, o primeiro são osciladores harmônicos simples em um sistema conservativo (não amortecido) e o segundo em um sistema não conservativo (amortecido). Foi utilizado um pêndulo de torção constituído por um fio e um cilindro e fez-se um processo de medição das oscilações a partir de um ângulo máximo inicial e do período de cada oscilação do pêndulo, primeiramente na ausência de água no recipiente e posteriormente com a presença do líquido. A partir dos resultados, foram comparadas as características de cada sistema.

Introdução

O Pendulo de Torçao é caracterizado pelo movimento circular ao redor de um eixo em um sistema formado por um corpo preso a extremidade de um fio, funcionando como um pêndulo.

As oscilações que ocorrem no pendulo exibem repetições durante um período de tempo em que o corpo, no caso do experimento, um cilindro, rotaciona em torno do seu eixo vertical sem necessariamente retornar a sua posição de equilíbrio.

Em um Movimento harmônico simples não amortecido, a única força que exerce no corpo é a força restauradora, entretanto em um Movimento harmônico simples amortecido, a oscilação em um meio amortecedor como a água faz com que a oscilação seja curta pois é exercido sobre o pendulo uma força de arrasto que extingue rapidamente o movimento.

Modelo

O movimento de rotação leva a formação de um deslocamento que produz uma força restauradora, chamada de Torque.

(1)
Em que:

τ é o torque restaurador (N);
= constante elástica do fio (N/m) e θ é o ângulo em que se girou o pêndulo, em graus.

onde k é também definida pela equação 2:

k = I (2)

onde:
I: momento de inércia do fio (Kg.m2) w: velocidade angular (rad/s)

O momento de Inércia avalia a resistência do corpo em sair de seu estado inicial, pode ser calculado como:

I= m