Estudo do movimento oscilatório: pêndulo simples.
Para você refletir
Imagine que você tenha duas esferas presas em uma extremidade de cordas cujas extremidade oposta está fixa de forma que as esferas possam oscilar independentemente. O que se pode afirmar sobre o período de oscilação de cada sistema quando:
- Os comprimentos das cordas são iguais e a massa da primeira esfera é o dobro da outra?
- As massas são iguais e o comprimento da primeira corda é o dobro da outra?
Roteiro do experimento
- Varie a massa mantento o comprimento fixo.
- Varie o comprimento mantendo a massa fixa.
O que pode-se concluir do experimento acima?
Explicação teórica
Um pêndulo simples é um sistema composto por um objeto de massa m preso em uma das extremidades de um fio de comprimento L, sendo a outra extremidade do fio fixada num suporte ou no teto. Para que possamos melhor controlar as variáveis deste sistema, vamos assumir que
- o objeto de massa m possui dimensões desprezíveis quando comparadas ao comprimento L do fio;
- o fio possui massa desprezível quando comparada a massa m do objeto em sua extremidade;
- o sistema pendular se encontra num referencial inercial onde a aceleração local da gravidade vale g;
- para oscilar, o pêndulo sofrerá desvios angulares muito pequenos em relação à vertical;
Assim, no equilíbrio, nosso sistema pendular estará exatamente na vertical, conforme a figura 1 abaixo: