Energia Mecânica - Pêndulo Simples

O pendulo assim como qualquer sistema tem uma energia mecânica. Mas como o sistema de um pendulo se dá por uma força restauradora, o sistema oscila, e com ele as energias também oscilam.

A energia mecânica, por definição é a soma da energia cinética com a energia potencial.

Emec = Epot + Ecin

Mas, no pêndulo, as energias oscilam de acordo com a posição do pêndulo.
Quando o pêndulo está totalmente parado, sua energia potencial é máxima e sua energia cinética é igual a zero, pois, o pendulo está parado, mas, quando o pêndulo começa a se mover, sua energia potencial vai diminuindo e a cinética vai aumentando, até o ponto onde sua energia cinética fica máxima a energia potencial fica nula.
Lembre, nesse sistema, a energia oscila de acordo com o movimento.

Para o sistema ser chamado de conservativo , em dois pontos distintos a energia mecânica deve ser a mesma.

Foi-se analisado um experimento no TRACKER, para se verificar se tal experimento poderia ser considerado um sistema conservativo ou não.

No arquivo tracker, disponibilizado abaixo, foram analisados os pontos 15 e 45.

https://drive.google.com/open?id=0Bw8oPnBpnGm4QmtPa3FxeWVUaWs

No ponto 15, temos uma velocidade de 1,83 m/s com isso obtemos uma energia cinética:

Ecin = 1/2 . m . v^2 = 1674,45 J

No ponto 45, obtemos

Ecin = 1862 J

Uma forma que utilizamos para obter a energia potencial, foi pegarmos o ponto central do movimento do pendulo, onde, seguindo o nosso referencial a altura seria a mesma:

Epot = m . g . h = 1000 g . 9,8 m/s^2 . 1 m = 980 J

Assim, se somarmos os dois resultados obtidos acima, ver que o sistema não é conservativo, pois, as energias mecânicas são diferentes em pontos distintos.

ponto 15 - Em = 2654 J

Ponto 45 - Em = 2842 J

Experimento Pêndulo Simples

Um pêndulo é um sistema composto por uma massa acoplada a um pivô que permite sua movimentação livremente. A massa fica sujeita à força restauradora causada pela gravidade.

Existem inúmeros pêndulos estudados por físicos, já que estes descrevem-no como um objeto de fácil previsão de movimentos e que possibilitou inúmeros avanços tecnológicos, alguns deles são os pêndulos físicos, de torção, cônicos, de Foucalt, duplos, espirais, de Karter e invertidos. Mas o modelo mais simples, e que tem maior utilização é o Pêndulo Simples.

Este pêndulo consiste em uma massa presa a um fio flexível e inextensível por uma de suas extremidades e livre por outra, representado da seguinte forma:

Quando afastamos a massa da posição de repouso e a soltamos, o pêndulo realiza oscilações. Ao desconsiderarmos a resistência do ar, as únicas forças que atuam sobre o pêndulo são a tensão com o fio e o peso da massa m. Desta forma:

Os cálculos estão logo abaixo:

 - *Quando temos ângulos pequenos, o seno fica igual ao valor do ângulo.

Logo Abaixo, temos um vídeo mostrando um pêndulo simples.