The pendulum—Rich physics from a simple system

Nelson, Robert A.; Olsson, M. G.

doi:10.1119/1.14703

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“…(5) O coeficiente C D se relaciona com o número de Reynolds por meio de uma lei empírica [13]. A Eq.…”

Section: A Resistência Do Arunclassified

“…Uma interessante discussão teórica sobre a metodologia de cálculo do período de oscilaçãó e feita em [8]. Os efeitos do amortecimento no pêndulo foram explorados em [9][10][11][12][13]. Miller associou o amortecimento do pêndulo a efeitos proporcionais ao quadrado da velocidade [9].…”

Section: Introductionunclassified

“…As análises de Crawford [10] estabeleceram uma dependência entre amortecimento e velocidade com uma potência não inteira (1,94) que, fisicamente, apresenta algumas objeções. Nelson e Olsson [13] realizaram uma ampla discussão do pêndulo simples e analisaram extensivamente os diversos fatores que influenciam no comportamento do mesmo.…”

Section: Introductionunclassified

“…Com a intenção de viabilizar uma proposta de ensino, também foram empregados conceitos físicos e ferramental matemático compatíveis ao conhecimento de estudantes iniciantes e metodologia experimental simples e acessívelà maior parte dos laboratórios de ensino. Na literatura encontram-se muitos trabalhos que buscam por esta condição mais realista de análise [9][10][11][12][13]. Verifica-se claramente que, apesar da simplicidade do experimento, o tratamento físico e matemático adquire grande complexidade.…”

Section: Introductionunclassified

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Estudo do amortecimento do pêndulo simples: uma proposta para aplicação em laboratório de ensino

Arnold

Arthur

Bravo‐Roger

et al. 2011

Rev. Bras. Ensino Fís.

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Os pêndulos são muito empregados nas atividades de ensino de cursos introdutórios de física. Nessas atividades, frequentemente, faz-se uso de modelos ideais para estudar o comportamento do pêndulo. Neste trabalhó e sugerido um modelo que leva em conta o amortecimento das oscilações. Uma metodologia experimentalé proposta com a finalidade de detectar a diminuição da amplitude das oscilações e ajustar estes dados a um modelo matemático. Os resultados demonstram que o pêndulo simples, composto de esferas de pequeno volume e oscilando com baixas velocidades, pode ser estudado por modelos simplificados. A metodologia e o modelo matemático são compatíveis com o nível de conhecimento de alunos de cursos introdutórios de física e oferecem uma visão mais realística sobre o comportamento do pêndulo. Palavras-chave: pêndulo, amortecimento, número de Reynolds.The pendula are largely used in teaching activities of physical introductory courses. Often, in these activities an ideal model is used to study the behavior of the pendulum. In this work a model that takes into account the oscillation damping is suggested. An experimental methodology is purposed aiming to detect the falling down of oscillation amplitude and to fit these data to a mathematical model. The results show that the simple pendulum, set up by a small volume sphere and oscillating on low speed, can be studied with simplified models. The methodology and the mathematical model are appropriated for the knowledge level of the students from physic introductory courses and offer a more realistic insight about the pendulum behavior. Keywords: pendulum, damping, Reynolds number. IntroduçãoOs pêndulos são objetos de estudos desde muitos séculos atrás. Seus diferentes tipos e particularidades vêm sendo frequentemente exploradas na literatura científica [1]. A abordagem do pêndulo como elemento de estudo pode ocorrer em diferentes níveis, mas, inequivocamente, encontra-se sempre presente nas disciplinas introdutórias de física básica ministradas em cursos de ciências, engenharias e tecnologias. Evidentemente, conceitos de física de maior profundidade sobre os pêndulos e seu respectivo tratamento matemático não são acessíveis a estudantes dessas disciplinas.Diante da importância deste tema, experimentos com pêndulos estão sempre presentes na maior parte dos programas das disciplinas das físicas elementares em laboratório. Dos diversos tipos de pêndulos, o pêndulo simplesé um dos experimentos mais conhecidos e didáticos desenvolvido nos cursos elementares de física. Mesmo com sua inerente simplicidade, o conhecimento de física necessário para um entendimento mais aprofundado nãoé acessível a um estudante iniciante. Da mesma forma, a obtenção de resultados mais precisos e exatos necessita de instrumental de laboratório de alto custo, fato queé incompatível com a realidade da maioria dos laboratórios de ensino.A Fig. 1 mostra um desenho de um pêndulo tipicamente utilizado nos experimentos. A massa mé ligeiramente deslocada de sua posição de repouso (vertical) e solta em segu...

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“…(5) O coeficiente C D se relaciona com o número de Reynolds por meio de uma lei empírica [13]. A Eq.…”

Section: A Resistência Do Arunclassified

Section: Introductionunclassified

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Estudo do amortecimento do pêndulo simples: uma proposta para aplicação em laboratório de ensino

Arnold

Arthur

Bravo‐Roger

et al. 2011

Rev. Bras. Ensino Fís.

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“…From the calculus of logarithmic decrement of damping he determines the viscosity of the liquid. Besides the forces met above, other forces are responsible of motion damping [7] like the force describing the history of the motion of the fluid or the correction term for the drag force due to the effect of finite boundaries of the liquid.…”

Section: Principle Of Proposed Devicementioning

confidence: 99%

Damped periodic motions used in the study of the drag coefficient

et al. 2017

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Abstract. The paper proposes a method and the related experimental setup for finding the drag coefficient for a body. The device consists in a pendulum materialized by a hinged rod initially in horizontal position. A spherical body immersed in a liquid is attached to the free end of the rod. The restoring force is created by a helical spring. The inertial characteristics of the pendulum can be changed using an additional mass. The differential equation characteristic to the motion of the pendulum is deduced and subsequently integrated numerically. The coincidence between experimental and theoretical data allow for viscosity evaluation.

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