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Relatório de Física Pêndulo Físico
Tipologia: Teses (TCC)
1 / 11
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Não perca as partes importantes!
SUMÁRIO
2022 ................................................................................................................................................ 0
Objetivo.......................................................................................................................................... 2
Introdução...................................................................................................................................... 2
Desvio padrão amostral.................................................................................................................. 4
Procedimento Experimental........................................................................................................... 4
Materiais Utilizados........................................................................................................................ 4
Para a realização da experiência foram utilizados os seguintes materiais:..................................... 4
........................................................................................................................................................ 4
........................................................................................................................................................ 4
Barra Metálica................................................................................................................................ 5
........................................................................................................................................................ 5
Suporte Metálico............................................................................................................................ 5
........................................................................................................................................................ 5
........................................................................................................................................................ 5
Fósforos, fita adesiva, fita de papel carbono.................................................................................. 5
........................................................................................................................................................ 6
Barbante, esférica metálica, cronômetro....................................................................................... 6
Dados Experimentais....................................................................................................... 6
As especeficações dos no laboratório, cujo método vai ser discutido na Parte Experimental
abaixo, foram os seguintes:............................................................................................................ 6
Esfera: 26,2 grs................................................................................................................................ 6
Barra: 40 cm.................................................................................................................................... 6
Massa da Barra: 492,6 grs............................................................................................................... 6
L (distância do pino até a barra): 19 cm.......................................................................................... 6
1ª parte: Determinação do momento de inércia e do período do pêndulo físico........................... 6
2ª parte: Determinação da aceleração da gravidade. (Trabalhe com unidades do S.I.).................. 8
........................................................................................................................................................ 8
......................................................................................................................................... 9
Conclusão........................................................................................................................................ 9
Bibliografia...................................................................................................................................... 9
O pêndulo físico pode ser chamado de pêndulo real, pois não tem uma
distribuição uniforme de massa. Ele consiste em um objeto que oscila em torno
de um eixo de rotação perpendicular ao plano em que se movimenta. De fato,
um Pêndulo Físico pode ser qualquer corpo rígido que tem a capacidade de
oscilar ao redor de um eixo fixo (Figura 2).
Onde cm é o centro de massa , x ou D é a distância da origem ao centro
de massa, m a massa da barra, g a gravidade, θ o ângulo de lançamento
(amplitude de oscilação). Quando a Barra é deslocada de sua posição de
equilíbrio, sugere um torque em torno do ponto de suspensão dado por:
τ = s ( mgsenθ ) R (1)
O sinal negativo decorre do fato de que a direção positiva é a que se
afasta da vertical, onde R é a distância
→
O movimento será harmônico simples quando o deslocamento angular for
pequeno de forma a permitir a aproximação
senθ ≅θ. Neste caso, o período de
oscilação do pêndulo é dado por:
T = 2 π
mgR
(2)
Onde:
T: período de tempo de uma oscilação (tempo de uma oscilação);
I: momento de inércia em relação ao eixo de rotação;
m: massa da barra;
g: gravidade;
R: distância do centro de massa até o eixo de rotação.
Na equação acima, g é a aceleração da gravidade e I é o momento de
inércia da barra dado por:
Figura 2 Representação do Pêndulo Físico
m L
2
(3)
Desvio padrão amostral
Desvio padrão de uma amostra (ou coleção) de dados, de tipo
quantitativo, é uma medida de dispersão dos dados relativamente à média,
que se obtém tomando a raiz quadrada da variância amostral. Uma vez que a
variância amostral se exprime nas unidades dos dados elevados ao
quadrado, considera-se como medida de dispersão, não a variância, mas a
sua raiz quadrada. O desvio padrão é uma medida que só pode assumir
valores não negativos e quanto maior for o seu valor, maior será a dispersão
dos dados.
s = √ s
2
∑
i = 1
n
Onde:
s: desvio padrão amostral;
n: quantidade de dados;
x
i
: valor inicial;
x : média aritmética.
Procedimento Experimental
Para a realização da experiência foram utilizados os seguintes materiais:
Barbante, esférica metálica, cronômetro
As especeficações dos no laboratório, cujo método vai ser discutido na
Parte Experimental abaixo, foram os seguintes:
Esfera: 26,2 grs.
Barra: 40 cm
Massa da Barra: 492,6 grs.
L (distância do pino até a barra): 19 cm
Meça a massa e o comprimento da barra que constitui o arranjo
experimental que será usado (Figura 3 ).
Meça a distância L (distância entre o pino e o centro da barra
apresentada na figura 2), e calcule o período teórico, usando a
equação 2 e considerando
g =9,78 ± 0,01 m / s
2
Calcule o momento de inércia usando a equação 3
m =( 492,6 ± 0,01 ) g
L =( 0,4 ± 0,01 ) c m
m L
2
2
=0,026272 gcm
2
TEO
= 2 π
mgL
= 2 π
=1,065 s
gcm
2
exp
=( 1,065 ± 0,1) s
Fixe o ângulo θ (menor que 10º) e meça o tempo de dez oscilações
completas. Divida o tempo por 10 para determinar o período experimental (
exp
Repita este procedimento cinco vezes e coloque os resultados na Tabela
Calcule o período experimental médio e seu desvio padrão.
Compare os valores de
TEO
e
exp
calculando o erro percentual E %.
Tabela 1: Medidas do tempo de oscilação do pêndulo físico.
exp
Figura 3 Arranjo
experimental usado para
determinar o período do
pêndulo físico e a
aceleração da gravidade.
h =( 0,3524 ± 0,01) m
h ( m ) 0,345 0,35 0,353 0,354 0,
Calcule a distância média h e seu desvio padrão.
Calcule o tempo de queda da bolinha
t
q
usando o período determinado
experimentalmente.
Calcule o valor de g usando os valores de h e t q
, determinados
anteriormente, lembrando que o movimento que a bolinha descreve obedece
as leis de um objeto em queda livre.
Compare o valor de g encontrado no item anterior com o valor teórico
( g =9,78 m / s
2
∑
xi
=0,3524 m
t
q
exp
=0,26 s
g =
2 h
t
q
2
2
=1041,42 m / s
2
[
exp
TEO
TEO
]
[
]
Através deste experimento pôde-se determinar a relação entre o
período e a distância do ponto de suspensão ao centro de massa, em que um
é inversamente proporcional ao outro, ou seja, quanto maior for a distância do
centro de massa em relação ao ponto de suspensão, menor o período do
sistema. O valor para a inércia experimental calculado considera-se
satisfatório, uma vez que o erro obtido mantém-se dentro do aceitável.
Bibliografia
t
q
=( 0,26 ± 0,01) s
g =
m / s
2
Nussenzveig, H. Moisés – Curso de Física Básica 4ª Edição São Paulo Editora Edgar
Blucher 2002
Halliday, D., Resnick R., Walker, J. – Fundamentos de Física Volume I 10ª Edição, Rio
de Janeiro Editora LTC 2016
Herskowicz, G., Penteado, C.M.P., Scolfaro, V – Curso Completo de Física Volume
Único 1ª Edição São Paulo Editora Moderna 1991
Gieck, Kurt - Manual de Fórmulas Técnicas 2ª. Edição São Paulo Editora Hemus 1979
Carrero, J.C.B. – Manual de Laboratório de Física Disponível em
https://iscic.webnode.com/programas Acesso em 01 set 2022
