Enunciado

Se um pêndulo simples ou composto for usado para determinar experimentalmente a aceleração da gravidade g, haverá dificuldades. No caso do pêndulo simples, a corda não é realmente sem peso, enquanto no caso do pêndulo composto, a localização exata do centro de massa é difícil de estabelecer. No caso de um pêndulo composto, a dificuldade pode ser eliminada usando um pêndulo reversível, ou Kater. Dois gumes A e B são colocados de forma que obviamente não estejam à mesma distância do centro de massa G, e a distância / é medida com grande precisão. A posição de um contrapeso D é então ajustada de modo que o período de oscilação τ seja o mesmo quando o fio da navalha for usado. Mostre que o período τ obtido é igual ao de um pêndulo simples verdadeiro de comprimento l e que g = 4 π 2 l l 2 .

Passo 1

O enunciado pede que a gente mostre que o período τ obtido é igual ao de um pêndulo simples verdadeiro de comprimento l e que g = 4 π 2 l l 2 .

Solução do problema (19.52), o comprimento de um pêndulo simples

l A = r - + k - 2 r - l B = R ~ + k - 2 R -

Mas

τ A = τ B

2 π l A g = 2 π l B g

Então

l A = l B

Para

l A = l B

r - + k - 2 r → = R - + k → 2 R →

r → 2 R - + k → 2 R - = r → R → 2 + k - 2 r - + r → R - [ r - - R - ] = k - 2 [ γ - - R - ]

( r - - R - ) ≥ 0

Então r R → = k - 2

Ou r → = k - 2 R -

R - = k - 2 r -

Passo 2

Então

A G = G A '  e  B G = G B '

Que é

A = A '  e  B = B '

Nada além l A - l B = l

τ = 2 π l g

g = 4 π 2 l τ 2

Resposta

g = 4 π 2 l τ 2

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