Relatório experiência pêndulo simples

Laborat´orio de F´ısica II (FSC5142)
Relat´orio - Pˆendulo Simples xxx 2 de maio de 2015

1

Introdu¸ c˜ ao
Os objetivos deste experimento s˜ ao: • estudar o movimento do pˆendulo simples,
• explicar seu funcionamento,
• medir a acelera¸c˜ ao da gravidade local e
• interpretar os dados obtidos e apresentar resultados finais.

2

Teoria

O pˆendulo simples pode ser descrito idealmente como um objeto relativamente massivo suspenso por um fio sem massa e inextens´ıvel num suporte fixo e sem fric¸c˜ ao. Uma boa aproxima¸c˜ ao seria uma pequena esfera de metal com uma grande massa e um pequeno raio (comparado ao o comprimento do fio leve pelo qual ´e suspenso), de modo que toda a massa do sistema se concentrasse na esfera. Quando a esfera ´e tirada do equil´ıbrio e liberada, fica sujeita a uma for¸ca restauradora e inicia um movimento de vibra¸c˜ao de um lado para o outro sobre sua posi¸c˜ao de equil´ıbrio. Tal movimento, sendo regular e repetitivo, ´e um exemplo de movimento peri´odico. 1

An´ alise de for¸ cas no pˆ endulo simples: Quais for¸ cas agem sobre a esfera do pˆ endulo e o que
´
e a for¸ ca restauradora? Existem duas principais for¸cas agindo sobre a esfera todo o tempo. Uma delas
´e a for¸ca gravitacional, a qual resulta da atra¸c˜ao gravitacional entre a massa da Terra e a massa da esfera e ´e direcionada para baixo. A outra for¸ca chama-se tens˜ao, resulta da corda que segura a esfera e est´a direcionada para cima, no sentido da linha que liga o suporte fixo e a esfera. Iremos desconsiderar a for¸ca de resistˆencia do ar. A for¸ca gravitacional se mant´em com mesma orienta¸c˜ ao e m´ odulo durante o movimento, diferentemente da for¸ca de tens˜ ao que tem sentido e m´odulo alterados, mas se mant´em em dire¸c˜ao ao suporte fixo. Enquanto o pˆendulo oscila para o lado esquerdo da sua posi¸c˜ ao de equil´ıbrio, a for¸ca de tens˜ao faz um ˆangulo θ com o eixo vertical e ´e dirigida para cima e para a direita; do contr´ario, quando o pˆendulo se
encontra