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Oscilação de um pêndulo

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>Modelo

ID:(1426, 0)



Cálculo da energia potencial do pêndulo

Definição

Quando um pêndulo de comprimento $l$ é desviado por um ângulo $\theta$, a massa ganha altura, dada por

$l - l \cos\theta = l (1 - \cos\theta)$

isso está associado ao ganho de energia potencial gravitacional.

ID:(1239, 0)



Oscilação de um pêndulo

Descrição

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$h$
h
Altura no caso do pêndulo
m
$\theta$
theta
ângulo de balanço
rad
$L$
L
Comprimento do pêndulo
m
$V$
V
Energia potencial do pêndulo
J
$V$
V
Energia potencial do pêndulo, para pequenos ângulos
J
$m_g$
m_g
Massa gravitacional
kg

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

A energia potencial gravitacional de um p ndulo com massa m, suspenso por um fio de comprimento L e desviado por um ngulo \theta dada por

$ U = m g L (1-\cos \theta )$



onde g a acelera o devida gravidade.

Para ngulos pequenos, a fun o cosseno pode ser aproximada pela expans o em s rie de Taylor at a segunda ordem

$\cos\theta\sim 1-\displaystyle\frac{1}{2}\theta^2$



Essa aproxima o resulta em uma simplifica o da energia potencial para

$ V =\displaystyle\frac{1}{2} m_g g L \theta ^2$

(ID 4514)


Exemplos

Quando um p ndulo de comprimento $l$ desviado por um ngulo $\theta$, a massa ganha altura, dada por

$l - l \cos\theta = l (1 - \cos\theta)$

isso est associado ao ganho de energia potencial gravitacional.

(ID 1239)

Para um p ndulo de comprimento $L$ que desviado por um ngulo $\theta$, a massa elevada



a uma altura igual a:

$ h = L (1-\cos \theta )$

(ID 4523)

No caso de uma massa $m$ que pendura em um fio de comprimento $L$ e desviada por um ngulo $\theta$ em rela o vertical, a massa ganhar uma altura de

$ h = L (1-\cos \theta )$



portanto, a energia potencial gravitacional

$ V = - m_g g z $



ser

$ U = m g L (1-\cos \theta )$

onde $g$ a acelera o devido gravidade.

(ID 4513)

A energia potencial gravitacional de um p ndulo

$ U = m g L (1-\cos \theta )$



que pode ser aproximada para ngulos pequenos como:

$ V =\displaystyle\frac{1}{2} m_g g L \theta ^2$



importante observar que o ngulo deve estar em radianos.

(ID 4514)


ID:(1426, 0)