Pendulo Simples

3. OJETIVOS

O experimento de pêndulo simples visa apresentar experiências quantitativas do movimento de um pêndulo simples. A realização deste também visa a determinação da aceleração da gravidade local comprovando que ela e a freqüência não dependem da amplitude ou massa.

4. fundamento teórico Um pêndulo simples consiste de um fio leve de massa desprezível e inextensível de comprimento L, tendo na extremidade inferior, um corpo de massa m. A extremidade superior é fixada em um ponto fixo denominado ponto de pivô, tal que ele possa oscilar livremente (resistência do ar desprezível), com amplitudes pequenas ( máximo = 10o). O tempo que o corpo pendurado ao fio leva para ir e voltar ao local de origem é denominado período.

Fig.1: Pêndulo simples: As coordenadas polares r (raio) e  (coeficiente angular ou ângulo) são tais que apenas o ângulo varia com o tempo, pois o raio, correspondente ao comprimento L do fio, é constante.
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 (mg) e a força de tração T. Decompondo a força peso, temos as forças Px (mgsen) e Py (mgcos) como ilustra a figura 2.

Fig.2: Pêndulo simples com decomposição de forças: As forças atuantes sobre a massa são a força peso P (mg) e a força T do fio. Sendo que a componente tangencial Px (mgsen da força gravitacional é a força restauradora que tende a trazer o pêndulo de volta para sua posição central.
A partir da figura com a decomposição de forças existentes no pêndulo simples podemos ver que a força restauradora do sistema pêndulo simples é do tipo F() = -mg sen() que tende trazer o corpo para a posição de equilíbrio (, que é diferente do tipo de força restauradora do nosso sistema massa-mola. O qual caracteriza um movimento harmônico simples F(X) = -kX, contudo para ângulos pequenos, sen ~