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Calculadora de Pêndulo Simples

Índice

O que é um pêndulo simples?Equação do período de um pênduloComo analisar um pêndulo em movimentoOutros pêndulosPerguntas frequentes

A calculadora de pêndulo simples da Omni é uma ferramenta que permitirá que você calcule o período e a frequência de qualquer pêndulo em pouco tempo. Continue lendo para aprender a equação do período de um pêndulo e usá-la para resolver todos os problemas relacionados à oscilação de um pêndulo.

Fizemos um vídeo sobre pêndulos! Você pode assisti-lo aqui:

O que é um pêndulo simples?

Em primeiro lugar, um pêndulo simples é definido como uma massa pontual (que não ocupa espaço) suspensa em uma corda ou haste sem peso. Esse pêndulo se move em um movimento harmônico, o que significa que as oscilações se repetem regularmente. Neste tipo de movimento a energia cinética é transformada em energia potencial e vice-versa. Descubra como isso ocorre na calculadora de movimento harmônico simples 🇺🇸 da Omni.

Se você quiser calcular a energia do pêndulo, certifique-se de usar nossa calculadora de energia cinética e nossa calculadora de energia potencial.

Diagrama de um pêndulo gravitacional simples, um modelo ideal de pêndulo.
Diagrama de um pêndulo simples, um modelo ideal de pêndulo. (Chetvorno / Domínio público).

Equação do período de um pêndulo

Surpreendentemente, para pequenas amplitudes (pequeno deslocamento angular da posição de equilíbrio), o período do pêndulo não depende nem de sua massa, nem da amplitude. Normalmente, supõe-se que um "pequeno deslocamento angular" significa ângulos entre -15º e 15º. A fórmula para o período do pêndulo é:

T = 2π√(L/g)

onde:

  • T: período do pêndulo, é o tempo que o pêndulo leva para completar um movimento completo para frente e para trás;
  • L: comprimento do pêndulo (da corda na qual a massa está suspensa); e
  • g: aceleração da gravidade. Na Terra, esse valor é igual a 9,80665 m/s2. Esse é o valor padrão na calculadora de pêndulo simples.

Você pode encontrar frequência do pêndulo como o inverso do período:

f = 1/T = 1/[2π√(g/L)]

Como analisar um pêndulo em movimento

  1. Determine o comprimento do pêndulo. Por exemplo, ele pode ser igual a 2 m.
  2. Decida um valor para a aceleração da gravidade. Usaremos o valor terrestre de 9,80665 m/s², mas fique à vontade para verificar como o pêndulo se comportaria em outros planetas.
  3. Calcule o período do pêndulo de acordo com a fórmula acima: T = 2π√(L/g) = 2π ⋅ √(2/9,80665) = 2,837 s.
  4. Encontre a frequência como o inverso do período: f = 1/T = 0,352 Hz.
  5. Você também pode deixar que a calculadora de pêndulo simples faça todos os cálculos para você!

Outros pêndulos

Para um pêndulo com deslocamento angular superior a 15º, o período também depende do momento de inércia da massa suspensa. Esse tipo de pêndulo é estudado em nossa calculadora de pêndulo físico 🇺🇸, e a equação para seu período tem a forma de:

T = 2π√(I/mgD)

onde:

  • m: massa do pêndulo;
  • I: momento de inércia da massa; e
  • D: distância do centro de massa até o ponto de suspensão.
Perguntas frequentes

Como calcular o período de um pêndulo simples?

Para calcular o período de um pêndulo simples, siga as instruções fornecidas:

  1. Determine o comprimento L do pêndulo.

  2. Divida L pela aceleração devido à gravidade, ou seja, g = 9,8 m/s².

  3. Pegue a raiz quadrada do valor da etapa 2 e multiplique-a por .

  4. Parabéns! Você calculou o período de um pêndulo simples.

Como determinar a aceleração devido à gravidade usando um pêndulo simples?

Para determinar a aceleração devido à gravidade usando um pêndulo simples, proceda da seguinte forma:

  1. Meça o período T para uma oscilação usando um cronômetro.

  2. Determine o comprimento L do pêndulo.

  3. Divida o comprimento L pelo quadrado do período T.

  4. Multiplique o valor obtido na etapa 3 por 4π² e você irá obter o valor da aceleração devido à gravidade, g.

Como calcular o comprimento de um pêndulo simples?

Para calcular o comprimento de um pêndulo simples, use a fórmula L = (T/ 2π)² × g. Onde T é o período do pêndulo simples e g é a aceleração devido à gravidade.

Qual é o comprimento de um pêndulo simples com um período de 2 segundos?

99,36 cm. Usando a fórmula L = (T/ 2π)² × g, podemos determinar que o comprimento de um pêndulo simples com um período de 2 segundos é de 99,36 cm.

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