I. INTRODUÇÃO
Qualquer corpo rígido suspenso de forma que possa oscilar em um plano vertical, em torno de
um eixo que passe pelo corpo, é denominado pêndulo físico ou pêndulo composto. Trata-se de uma
generalização do pêndulo simples, em que um fio sem peso suporta uma partícula. Realmente todos os
pêndulos reais são pêndulos físicos.
O período de oscilação T de um pêndulo físico, considerando pequenas oscilações em torno do
ponto de equilíbrio, pode ser calculado usando a equação 1:
T = 2
I
mgh
(1)
onde: I é o momento de inércia do corpo em oscilação, m é a sua massa, g é a aceleração da gravidade e
h é a distância entre o ponto de suspensão e o centro de massa do corpo.
O momento de inércia de uma haste em relação ao seu centro de massa (ICM) é igual a:
ICM =
mL2
12
(2)
onde L é o comprimento da haste.
De acordo com o Teorema dos Eixos Paralelos, o momento de inércia I de um corpo em relação
a um eixo paralelo ao eixo que passa pelo seu centro de massa é dado por:
I = ICM + mh2
(3)
II. OBJETIVO GERAL
Observar o movimento de um pêndulo físico e determinar o momento de inércia de um corpo
rígido, no caso uma haste cilíndrica homogênea, em relação a um eixo qualquer, usando um pêndulo
físico.
III. LISTA DE MATERIAL
Tabela 1: Material utilizado
Quantidade
Descrição
M1
01
Base retangular
M2
04
Hastes grandes
M3
02
Haste pequena
M4
04
Pegadores
M5
02
Parafusos
M6
02
Anel com mini hastes
M7
01
Régua graduada em mm
M8
01
Cronometro
M9
01
Transferidor
M10
---
Balança
IV. ATIVIDADES
A figura 1 mostra o arranjo experimental que deverá ser montado para o estudo do movimento
de um pêndulo físico.
Figura 1 - Representação esquemática do arranjo experimental
Determinar o momento de inércia I em relação a um eixo que passa por h=L/2, utilizando as
seguintes condições e os materiais da tabela 1.
1 - Determine o comprimento L e a massa m de uma haste cilíndrica grande.
2 - Monte um pêndulo físico conforme o esquema, de maneira que o eixo de rotação fique na
extremidade superior da haste, de modo que h=
L
.
2
3 - Faça oscilar o pêndulo (para ângulos menores que 10o) e meça o tempo de dez oscilações.
4 - Determine o valor da freqüência de oscilação experimental fexp.
5 - Utilizando o valor encontrado no item anterior, determine o valor experimental do momento de
inércia da haste, Iexp.
6 - Compare o valor encontrado com o valor teórico calculado a partir do Teorema dos Eixos
Paralelos.
V. VALORES E CÁLCULOS:
L= _____________cm
m=______________g
Tabela 2: Valores de tempo e freqüência
t (seg)
Iexp =
mgh
= =__________ g.cm2
2 2
4 f
Iteórico = ICM + mh2 onde ICM=
mL2
, então:
12
2
I teórico =
mL2
mL2
L
+m   =
12
3
2
I teórico= ................... g.cm2
Erro:
VI. OBSERVAÇÕES E CONCLUSÕES:
f exp.(Hz)
h=__________cm