Para pequenas oscilações (theta<10^circ), obtenha alguns pares de valores para período ( T ) e comprimento d fio (l). a) qual a estratégia escolhida para realizar a medida de T e l ?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos um pêndulo que oscila com pequenos ângulos ( theta < 10^circ). O objetivo é encontrar pares de valores para o período ( T) e o comprimento do fio ( l). Para isso, vamos precisar conhecer a relação entre o período de um pêndulo e o seu comprimento, além de saber como medir esses valores de forma precisa.

Passo 2

Vamos lembrar a fórmula do período de um pêndulo simples para pequenas oscilações:
T = 2pi raizlg
Onde:
  • T é o período,
  • l é o comprimento do fio,
  • g é a aceleração da gravidade ( approx 9,81 , m/s^2).
Essa fórmula mostra que o período depende do comprimento do fio e da aceleração da gravidade, assumindo que o ângulo de oscilação é pequeno.

Passo 3

Para obter pares de valores para T e l, precisamos medir tanto o comprimento do fio quanto o período do pêndulo. A estratégia escolhida para isso envolve os seguintes passos:
  1. Medição do comprimento do fio ( l):
    • Utilize uma régua ou fita métrica para medir a distância do ponto de fixação até o centro de massa da massa oscilante do pêndulo. Certifique-se de que o fio esteja esticado e sem dobras para obter uma medida precisa.
  2. Medição do período ( T):
    • Puxe a massa do pêndulo para um pequeno ângulo (menor que 10^circ) para garantir que a fórmula do período seja válida.
    • Use um cronômetro para medir o tempo que o pêndulo leva para completar um determinado número de oscilações (por exemplo, 10 oscilações).
    • Divida o tempo total pelo número de oscilações para obter o período médio ( T).

Passo 4

Vamos detalhar a estratégia:
  1. Preparação:
    • Monte o pêndulo fixando bem o fio em um suporte estável.
    • Certifique-se de que a massa possa oscilar livremente sem atrito excessivo.
  2. Medição do comprimento ( l):
    • Com o pêndulo em repouso, use a régua para medir a distância desde o ponto de fixação até o centro da massa.
    • Anote o valor medido com cuidado.
  3. Medição do período ( T):
    • Puxe a massa do pêndulo para um ângulo pequeno e solte.
    • Inicie o cronômetro assim que a massa passar pelo ponto de equilíbrio.
    • Conte o número de oscilações (por exemplo, 10), então pare o cronômetro.
    • Divida o tempo total pelo número de oscilações para encontrar o período médio.

Resposta

A estratégia escolhida para medir o período ( T) e o comprimento do fio ( l) consiste em medir com precisão o comprimento do fio usando uma régua ou fita métrica e, em seguida, cronometrar o tempo que o pêndulo leva para realizar várias oscilações. Depois, divide-se o tempo total pelo número de oscilações para obter o período médio. Dessa forma, obtemos pares de valores para T e l que seguem a relação T = 2pi raizlg.

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