Como Construir e Usar um Pêndulo

Опубликовал Admin
29-09-2016, 21:50
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Pêndulos são divertidos e fáceis de fazer! Um pêndulo é basicamente um objeto que se pendura para baixo de um ponto fixo e oscila para trás e para a frente sob a ação da gravidade. Embora possam ser usados em relógios para ajudar a gerenciar os ponteiros, ou para mostrar o movimento da terra, também são um ótimo experimento!

Construindo um pêndulo

  1. Colete seus materiais. Este experimento é fácil de fazer em casa. Todos os materiais devem estar prontamente disponíveis. Para os fins deste artigo, você estará fazendo apenas um pêndulo, mas pode cortar mais de comprimentos diferentes, então tenha uma corda de comprimento maior que 70 cm.
    • Reúna duas cadeiras e um metro. Você usará as cadeiras e o metro para criar o quadro para o seu pêndulo. O pêndulo vai ficar pendurado pelo metro entre as cadeiras.
    • As tesouras são para cortar a corda e a fita se você precisar. A fita é caso você acabe usando moedas em vez de arruelas.
    • A corda deve ser de pelo menos de 70 cm, mas de preferência maior. Pode ser barbante ou lã, dependendo do que você tiver disponível.
    • O cronômetro servirá para gravar coisas como o período do pêndulo e como o período muda quando você altera o ângulo ou o comprimento da corda.
    • Você pode usar cinco arruelas ou três moedas de um centavo para dar peso ao pêndulo. Estes são bons pesos para usar e fáceis de encontrar na sua casa.
  2. Coloque 2 cadeiras de costas. Deixe-as espaçadas cerca de um metro de distância, porque você colocará o metro nas costas delas. Coloque-as de costas, caso contrário as frentes vão ficar no caminho do arco do pêndulo.
    • Coloque o metro entre os topos e deixe-o centrado entre as costas das duas cadeiras. Deixá-lo fora do centro pode tornar seus cálculos incorretos.
    • Se o metro estiver estável na parte de trás das duas cadeiras, você pode prendê-lo com fita para mantê-lo no lugar.
  3. Corte a corda para 70 centímetros. Esta compõe uma parte do pêndulo. Tudo que você precisa fazer é adicionar um peso. Se optar por fazer mais pêndulos de comprimentos diferentes, você descobrirá que a frequência do pêndulo (quantas vezes ele balança para trás e para frente por segundo) é dependente do comprimento da corda.
    • Amarre a corda em direção ao meio do metro. Isto fará com que o pêndulo não atinja as cadeiras.
  4. Amarre 5 arruelas metálicas à extremidade livre da corda. Estes são os pesos, que transformarão o pêndulo em pêndulo. Em vez de arruelas de metal, você pode usar três moedas de um centavo. Prenda-as com fita firmemente à extremidade livre da corda.
    • Você verá que um pêndulo com um peso pesado se moverá na mesma taxa que um com um peso leve (como uma bola de espuma de uma loja de tecido, por exemplo) porque, com a gravidade, a aceleração (velocidade) de um objeto caindo é a mesma, seja ele leve ou pesado.

Usando o pêndulo

  1. Puxe a corda em um ângulo a partir do metro. Você fará isso segurando a ponta com peso da corda, onde estão as arruelas ou moedas. Dependendo do ângulo, isso pode alterar a frequência do pêndulo.
    • Por exemplo, liberar o pêndulo de um ângulo de 90 graus pode lhe dar uma frequência diferente de movimento do que, digamos, um ângulo de 45 graus.
  2. Libere o pêndulo. Solte-o de forma que ele não atinja nada durante o movimento. Se acertar alguma coisa, você terá que começar tudo de novo. Enquanto estiver liberando o pêndulo, você vai cronometrar seu arco, então esteja preparado.
  3. Cronometre o arco. Comece a cronometrar o pêndulo assim que liberá-lo. Quando ele retornar à posição original, pare a contagem. Pode ser útil ter um assistente enquanto você faz isso, para que possa gerenciar o pêndulo enquanto ele cuida do cronômetro.
    • O único arco que o pêndulo faz é chamado de "período do pêndulo". Você também pode descobrir a frequência vendo quantas vezes ele balança para frente e para trás por segundo.
  4. Solte o pêndulo novamente. Hora de descobrir se o pêndulo faz o mesmo tempo que fez no primeiro lançamento. Lance-o do mesmo ângulo. Notou alguma mudança?
  5. Anote suas observações. Anote os tempos do período do pêndulo e sua frequência para que, quando começar a fazer coisas criativas com ele, você possa ver como as informações mudam.
    • Isto vai ajudá-lo a entender as duas aplicações principais dos pêndulos. Uma é para contar o tempo, a outra é chamada de Pêndulo de Foucault. Para a primeira, o movimento do pêndulo rege o movimento dos ponteiros do relógio.
    • O pêndulo de Foucault demonstra a rotação da Terra. Ele tem que ser incrivelmente grande (às vezes com mais de dois andares), para que balance por um período de tempo mais longo.

Fazendo coisas criativas com seu pêndulo

  1. Corte uma segunda corda. Usar uma segunda ou mesmo terceira corda pode ajudá-lo a demonstrar as propriedades especiais do pêndulo. Faça a corda mais curta do que a primeira ou ponha pesos diferentes.
    • Corte a segunda corda a 35 cm se estiver testando como uma diferença de altura funciona para pêndulos.
    • Coloque a segunda corda 20 a 30 cm distante da primeira para que elas não esbarrem durante suas rotações.
  2. Mude o peso. Teste pêndulos de pesos diferentes e veja se há alguma mudança em sua rotação e em sua frequência. Hora de ver se há alguma diferença e qual é.
    • Repita várias vezes (aproximadamente cinco) e tire a média das vezes que você gravou, ou oscilações do pêndulo. Isto lhe dará o movimento normal do pêndulo.
  3. Mude o ângulo. Embora uma mudança de ângulo pequena tenda a não ter qualquer efeito sobre a rotação do pêndulo, você pode tentar fazer uma grande diferença e ver o que isso faz. Por exemplo, coloque uma corda a 30 graus e uma a 90 graus.
    • Novamente, enquanto estiver testando os diferentes ângulos, repita a experiência cerca de cinco vezes para obter as melhores informações.
  4. Mude o comprimento. Descubra o que acontece com a velocidade de dois comprimentos de pêndulo diferentes. Veja se o pêndulo mais curto é mais rápido ou se continua a ter o mesmo tempo que o mais longo.
    • Repita, repita, repita. Em seguida, tire a média dos tempos e das oscilações.

Dicas

  • Não use nada valioso ou frágil como massa. Pode quebrar.
  • Mantenha a corda consideravelmente mais longa do que o diâmetro da massa.

Avisos

  • Não use nada extremamente pesado como o peso do pêndulo; caso contrário, a corda pode se romper.

Materiais Necessários

  • Duas cadeiras
  • Metro
  • Corda
  • Tesoura
  • Cronômetro
  • Fita
  • Cinco arruelas (dez, se você fizer dois pêndulos) ou três moedas de um centavo (seis, se fizer dois)
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