Enunciado

Prove que a energia potencial de um pêndulo pode ser escrita como E p = 2 m g l s e n ²   1 / 2 θ . Então, aplicando a Eq. (12.13), mostre que

P = L / g ∫ θ θ 0 d θ / s e n ²   1 / 2   θ 0 - s e n ²   1 / 2   θ .

Passo 1

Faaala, galera!!!

Aqui, nós sabemos que a energia potencial de um pêndulo está presente nos momentos em que ele atinge sua altura máxima, atingindo também a velocidade mínima, ou nula. Desta forma, sabemos que no momento de energia potencial, teremos:

E p = m g h

Agora, precisamos encontrar o valor da altura. Em um pêndulo, a altura será o valor da raíz quadrada da soma do quadrado do comprimento do fio com o quadrado da altura vertical, sendo assim,

h = 2 s e n ² 1 / 2 * θ . Assim, encontramos a energia:

E p = 2 m g l s e n ²   1 / 2 * θ .

Passo 2

Sabemos, da equação 12.13:

P = ∫ x 1 x 2 d x / ( 2 / m ) * ( E - E p )

Desta forma, substituindo o valor de E e de Ep, teremos:

P = L / g ∫ θ θ 0 d θ / s e n ²   1 / 2   θ 0 - s e n ²   1 / 2   θ .

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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