O Pêndulo Simples

O PÊNDULO SIMPLES

JULHO/ 2013

RESUMO

Na natureza, existe um grande número de fenômenos em que se observam eventos periódicos. As ondas sonoras, a vibração de uma corda (explorados nas últimas aulas), as radiações eletromagnéticas e o movimento dos elétrons em um campo elétrico alternado são alguns exemplos de fenômenos que apresentam grandezas com comportamento oscilatório e periódico. Um sistema muito usado para estudar os movimentos oscilatórios e periódicos é o pêndulo simples.
Um pêndulo simples é constituído de um objeto de massa m, com volume relativamente pequeno, suspenso por um fio, de comprimento L, inextensível e de massa desprezível. Vamos admitir que na situação inicial, o pêndulo se encontra em repouso, na vertical. Ao ser afastado de um ângulo θ dessa posição de equilíbrio e, em seguida, solto, o pêndulo executará um movimento oscilatório em um plano vertical, sob a ação da aceleração da gravidade. Todo movimento oscilatório é caracterizado por um período T, que é o tempo necessário para se executar uma oscilação completa.
No caso do pêndulo simples, uma análise detalhada da dinâmica do problema leva à seguinte equação para o período.

Porém, pode-se demonstrar que, para pequenas oscilações (θ menor ou igual a 10º) o período não depende do ângulo de inclinação, e é dado pela equação (2). A aceleração gravitacional da Terra possui diferentes valores, os quais variam com a altitude e com a latitude, o que valida a veracidade da equação (2), na qual o período de oscilação do pêndulo simples independe da massa suspensa. Neste experimento trabalha-se dentro do limite de pequenas oscilações. E será avaliado o quanto o comprimento do fio do pêndulo afeta em seu período de oscilação. Desta forma, através de observações experimentais, pode-se estudar quais grandezas interferem no período de um pêndulo simples. Assim, sendo determinada a grandeza dependente, deve-se através de cálculos