VELOCIDADE E ACELERAÇÃO - Construindo um pêndulo

Trabalho em equipe:


Nesta aula construiremos um pêndulo simples e trabalharemos com materiais de baixo custo, esses materiais podem ser encontrados facilmente na própria sala de aula.


A nossa intenção, com este experimento, é explicar ao aluno alguns conceitos físicos que envolvem oscilações, mostrar que é possível calcular a aceleração da gravidade (g) através deste pêndulo e calcular também o seu próprio período de oscilação (T).


Objetivo:
Investigar se a duração das oscilações de um pêndulo depende da massa,da amplitude de oscilação ou do comprimento do fio.


Você vai precisar de:

• livro pesado
• fita adesiva
• duas porcas de metal
• mesa
• régua rígida
• linha de costura(cor clara)
• relógio que marque os segundos
• caneta

Procedimentos:

figura 1

figura 2

1. Monte o pêndulo conforme esquematizado na fig 1. Certifique-se de que o pêndulo possa oscilar livremente, sem bater ou raspar em nada.

2. Afaste a porca da vertical cerca de 5cm e solte-a (sem empurra-la). O pêndulo irá oscilar com pequena amplitude, isto é, afastando-se pouco da vertical a cada vaivém. Marque o tempo gasto para a realização de 20 oscilações completas (uma oscilação completa é o trajeto de ida e de volta). Registre o resultado.

3. Repita o item anterior, desta vez afastando o pêndulo uns 10cm da vertical. Você estará aumentando a amplitude das oscilações. Registre o conteúdo.


4. Acrescente a outra porca do pêndulo, como mostra a fig 2, mas mantenha o comprimento do fio.(Sugestão: use a caneta esferográfica para marcar o ponto a partir do qual a linha estava pendurada.) Repita os itens 2 e 3. Registre os resultados.


5.Repita os itens 2 a 4 com outros comprimentos para a linha( por exemplo, 50cm, 60cm etc. Registre os resultados.

6. O período de oscilação de um pêndulo é o tempo que ele gasta para realizar uma oscilação completa. Use seus resultados para calcular o período de oscilação para cada situação investigada e analise os resultados. O período depende da massa pendurada no fio? Depende da amplitude das oscilações? Depende do comprimento do fio?


Obs.: O período de oscilação não depende da massa nem da amplitude (desde que a amplitude seja pequena, como se faz aqui). Com o experimento pretende-se que os alunos concluam que o período de oscilação de um pêndulo depende de seu comprimento. Os resultados do experimento permitem que eles entendam como a descoberta do isocronismo( palavra derivada de "isocrono") do pêndulo, feita por Galilei, conduziu à posterior construção dos primeiros relógios mecânicos.


Referência:


CANTO, Eduardo Leite do. Ciências naturais: aprendendo com o cotidiano. 3ª ed. São Paulo. Moderna. 2009.