Compreender o funcionamento dos pêndulos e o princípios físicos envolvidos, determinar a aceleração da gravidade local utilizando um pêndulo simples.

Uma aula de 50 minutos

Oscilações, Pêndulo simples

Motivação/introdução

Um pêndulo pode ser descrito como qualquer corpo capaz de oscilar, normalmente é composto por uma massa e um fio inextensível, ele pode ser simples, ou composto. Os pêndulos são utilizados desde a antiguidade como instrumento pra estudo de fenômenos físicos.

Na Sala de aula (20 min.)

Nesta aula estudaremos o pendulo simples e vamos descobrir como determinar a aceleração da gravidade utilizando um pendulo construído com materiais simples e de fácil aquisição.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Pendulo.png

Um pêndulo simples é composto por uma massa que oscila, conectada a um fio inextensível, até hoje são utilizados em relógios, chamados relógios de pendulo, em que a oscilação serve como parâmetro para marcação do tempo. O período de um pên dulo independe da massa do corpo suspenso, algebricamente, o período do pendulo é dados por:

T = 2. π .L/g ^½

Sendo “L” o comprimento do fio.

Através dessa característica dos pêndulos, é possível utilizar o pendulo para a medição da aceleração da gravidade local.

Atividade em sala de aula( 20 min.)

Nesta aula vamos realizar uma atividade utilizando pêndulos, vamos determinar a aceleração da gravidade local utilizando um pendulo simples e a equação para o período do pendulo simples.

Peça aos alunos para organizarem em equipes com três participantes para realizar a atividade.

O pêndulo pode ser construído utilizando um pedaço de linha de costura amarrado a uma borracha.

O fio pode ser preso em uma mesa, peça para os alunos soltarem o fio aproximadamente a 5 graus da posição de equilíbrio do pendulo, um transferidor pode ser utilizado para marcar essa posição.

Imagem produzida pelo autor

Anote o comprimento do fio, e peça para os alunos marcarem o tempo, utilizando um cromômero ou relógio, de 10 oscilações do pendulo feito com a borracha, para obter uma média do período e diminuir possíveis erros devido a medições.

Com a informação do comprimento do fio, do tempo da oscilação do pendulo, podemos calcular a aceleração da gravidade local.

Isolando o valor de g na equação do período do pendulo, obteremos a seguinte equação:

g = 4π²L/T²

 Discuta o resultado com os alunos, comparando o valor encontrado com o valor utilizado nos livros, se a discordância com o valor obtido teoricamente foi grande, como poderíamos conseg uir uma melhor aproximação? Peça um relatório aos alunos com os resultados e conclusões.

Atividade no laboratório de informática. (30 min.)

Para a compreensão e visualização desse fenômeno, vamos utilizar um objeto de aprendizagem que permite visualizar esse fenômeno físico utilizando um pendulo virtual, o nome do objeto é “Laboratório de Pêndulos”, com ele, podemos simular um pendulo oscilando, escolhendo o comprimento do fio, e a amplitude de oscilação, o simulador informa qual será o período da oscilação.

Laboratório de Pêndulos

Imagem da simulação

Para aumentar o comprimento do fio, basta arrastar com o mouse a massa do pêndulo para a posição desejada, e soltar em um ângulo escolhido.

A simulação oferece informações sobre informações sobre pêndulos, como as equações utilizadas e explicações sobre a teoria envolvida, basta clicar na palavra em negrito. 

Formulário de avaliação

Nome	Tipo
Laboratório de Pêndulos	Animação/simulação

http://www.scite.pro.br/tudo/pmd.php?cod=_pmd2005_0803

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Pendulo.png

A avaliação será realizada pele processo de Rubrica, e será auto avaliativa para o aluno, preenchendo o formulário no final da aula, o critério utilizado é o conhecimento adquirido após explorar as simulações.