Experimento Pendulo Simples

Atividade Experimental Pêndulo simples Disciplina Física II Prof Cícero Rita da Silva 1 Objetivo estudar o pêndulo simples 2 Material Utilizado Objeto como uma borracha homogênea ou uma esfera bem pequena Barbante Transferidor Régua ou escalímetro Calculadora Cronômetro digital 3 Procedimento 31 Medir a posição do centro de massa do objeto 32 Medir o comprimento do barbante metade do objeto 33 Coletar 7 ou 10 medidas de tempo segundos para cada oscilação 34 Calcular a média dos tempos período médio 35 Calcular g mais provável da gravidade T2π L g Período do pêndulo simples 01 g4π 2L 2T med 2 02 Com um barbante amarrar na extremidade de uma borracha e encostar o conjunto na parede e medir com auxílio de um transferidor um ângulo de aproximadamente 5 º Posteriormente realizar uma oscilação e coletar uma medida de tempo s Repetir o procedimento 6 vezes ou mais 4 Resultados Construir uma tabela Lm T 1s T 2s T 3s T 4s T 5s T 6s T 7s T meds g Discutir os resultados UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS NOME DO ALUNO ATIVIDADE EXPERIMENTAL PÊNDULO SIMPLES Prof Cícero Rita da Silva ALAGOAS 2025 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO3 2 OBJETIVOS4 21 OBJETIVO GERAL4 22 OBJETIVOS ESPECÍFICOS4 3 MATERIAIS UTILIZADOS5 4 PROCEDIMENTO6 5 RESULTADOS8 6 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS9 REFERÊNCIAS10 3 1 INTRODUÇÃO O pêndulo simples é um experimento tradicional na física possibilitando calcular a força da gravidade em um ponto específico usando um sistema mecânico simples de montar Um pêndulo simples envolve um objeto pequeno com massa pendurado por um fio fino e que não estica balançando perto de seu ponto central quando movido lateralmente Se o balanço for pequeno menos de uns 5 o movimento fica quase um movimento harmônico simples com o tempo de cada ida e volta definido pela fórmula T2π L g em que T é o período de oscilação L é o comprimento do pêndulo medido do ponto de suspensão até o centro de massa do corpo e g é a aceleração da gravidade Este experimento se mostra relevante porque ao medir coisas simples tipo o tamanho do fio e o tempo que ele leva para balançar a gente consegue descobrir um valor bem próximo do g que é importante para entender como as coisas se comportam aqui na Terra Fora isso ele ajuda a gente a entender melhor coisas como o movimento de vai e vem como os erros podem acontecer e porque é importante medir várias vezes para ter mais certeza do resultado 4 2 OBJETIVOS 21 OBJETIVO GERAL Determinar o valor da aceleração da gravidade local a partir da análise do movimento oscilatório de um pêndulo simples utilizando medidas de tempo e comprimento 22 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Construir um pêndulo simples utilizando materiais de fácil acesso barbante e massa suspensa Medir o comprimento do pêndulo considerando o centro de massa do objeto Cronometrar várias oscilações do pêndulo para determinar o período médio Calcular a aceleração da gravidade a partir da relação entre o período e o comprimento do pêndulo Comparar o valor obtido experimentalmente com o valor teórico conhecido de g98 ms2 Refletir sobre as possíveis fontes de erro que podem influenciar nos resultados tempo de reação precisão dos instrumentos e condições do ambiente 5 3 MATERIAIS UTILIZADOS Objeto como uma esfera pequena Barbante Transferidor Régua ou escalímetro Calculadora Cronômetro digital 6 4 PROCEDIMENTO Primeiramente localizamos o centro de massa do corpo suspenso Logo após aferimos o tamanho do fio e somamos com metade do comprimento do objeto determinando o tamanho total do pêndulo Este tamanho é compreendido como o espaço entre o ponto de fixação e o centro de massa do corpo Para coletar os dados movemos o pêndulo da sua posição de repouso em um ângulo de cerca de cinco graus da vertical e o liberamos suavemente para assegurar movimentos uniformes Com um cronômetro digital anotamos os tempos de sete oscilações inteiras repetindo o processo para ter mais certeza das medições Com os dados conseguidos calculamos o período médio da oscilação separando o tempo total pelo número de vezes que oscilou Por fim aplicouse a expressão g 4 π ² L T ²med O que permitiu a determinação do valor experimental da aceleração da gravidade Figura 1 Pêndulo simples 7 Figura 2 Cronômetro digital Figura 3 Calculadora 8 5 RESULTADOS L m T₁ s T₂ s T₃ s T₄ s T₅ s T₆ s T₇ s Tmed s g ms² 075 173 174 172 175 173 174 173 173 981 Durante a realização do experimento foram registradas sete medidas de tempo correspondentes ao período de oscilação do pêndulo simples com comprimento de L075m Os valores obtidos em segundos foram 173 174 172 175 173 174 e 173 A partir dessas medidas calculouse o período médio de oscilação que resultou em Tmed 1734 s Aplicando a equação do pêndulo simples obtevese o valor experimental de g 981 ms² Esse resultado apresenta proximidade com o valor teórico da aceleração da gravidade ao nível do mar considerado como 98 ms² indicando que o procedimento experimental foi satisfatório 9 6 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Ao conduzir o experimento foi possível apurar o valor da aceleração gravitacional da área por meio do estudo do vaivém de um pêndulo simples Usando uma linha de 075 m e medindo sete balanços completos chegamos a um tempo médio de 1734 s para cada um Com esse tempo e usando a fórmula do pêndulo achamos que a gravidade é de g 981 ms² Esse número é bem parecido com o valor padrão de 98 ms² no nível do mar o que mostra que o jeito que fizemos o teste deu certo e que os dados que pegamos fazem sentido Mesmo com a similaridade entre o resultado obtido na prática e o previsto pela teoria é importante estarmos atentos às origens de possíveis desvios Ao medir o tempo usando um cronômetro digital devemos lembrar que o tempo de resposta de uma pessoa pode causar ligeiras diferenças nas marcações Para saber o tamanho exato do fio é preciso achar com precisão o meio da massa da bolinha e onde ele está preso pois qualquer erro aqui mexe com o cálculo da gravidade Não podemos esquecer de manter o ângulo de início perto de 5 já que ângulos maiores atrapalhariam o uso da fórmula simplificada do movimento Mesmo que pouco coisas de fora como o vento e tremidinhas onde o fio está pendurado também podem mudar um pouco o resultado A experiência alcançou o que se propôs possibilitando não só medir a aceleração da gravidade no local com grande exatidão mas também refletir sobre como é importante repetir as medições controlar o experimento e analisar os dados de forma crítica em estudos práticos de física 10 REFERÊNCIAS HALLIDAY David RESNICK Robert WALKER Jearl Fundamentos de física mecânica 10 ed Rio de Janeiro LTC 2016 v 1