Medir o comprimento e o período de oscilação de um pêndulo…
permite calcular a força local da gravidade.
Porém, com um pêndulo mais longo,…
…pode-se melhorar a precisão da medição.
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Medir o comprimento e o período de oscilação de um pêndulo…
permite calcular a força local da gravidade.
Porém, com um pêndulo mais longo,…
…pode-se melhorar a precisão da medição.
Medindo 'g'
Quem faz a medição mais precisa da aceleração da gravidade local g? Ao transformar a atividada em uma pequena competição, os alunos ficarão ansiosos por encontrar métodos para reduzir as incertezas na hora da medição – uma habilidade valiosa para além desta experiência específica.
Para pequenas amplitudes, o período de oscilação de um pêndulo só depende do seu comprimento, não da sua massa.
Fazer medições precisas. Entender e reduzir as incertezas durante uma medição.
Peso (por exemplo, uma porca)
Cronômetro (do smartphone, por exemplo)
Para pequenas amplitudes, o tempo T que leva para um pêndulo completar um períoso de oscilação é:
T = 2 π sqrt(L/g)
1. Faça um pêndulo simples com um fio e uma porca e determine a aceleração da gravidade g.
2. Quão precisa é a sua medição?
(se for necessário)
Você consegue resolver esta equação para obter o valor de g?
› g = L/(T/2π)2
Quais variáveis você precisa medir e como você vai fazer isso?
› O comprimento do pêndulo L, que pode ser medido com uma régua, e o período T, que pode ser medido calculando a média do tempo de vários períodos de oscilação.
T é maior para um pêndulo mais longo ou mais curto?
› Para um pêndulo mais longo.
O que é melhor para uma medição precisa: um pêndulo mais longo ou mais curto?
› Para um pêndulo mais longo, ambos T e L são maiores e podem ser medidos com o menor erro relativo. Um pêndulo mais longo também facilita a medição de pequenas amplitudes.
Para as pequenas amplitudes, o período de um pêndulo não depende nem da massa, nem da amplitude, mas apenas do comprimento. Isso permite-lhe calcular o fator g (que depende da sua força de gravidade local) apenas com a medição do período e o comprimento do pêndulo.
Discuta com seus alunos o quão exato eles conseguem medir cada uma dessas variáveis, e por que um pêndulo mais longo, e o calculo da média de vários períodos de oscilação, ajuda a diminuir a incerteza da medição total.