Por que, ao se determinar o período do pêndulo no experimento realizado, cronometrou-se o tempo de 20 oscilações?
Passo 1
Então, a gente tem uma pergunta sobre o pêndulo: “Por que, ao se determinar o período do pêndulo no experimento realizado, cronometrou-se o tempo de 20 oscilações?” Vamos usar conceitos de física relacionados ao movimento harmônico simples e precisão nas medições para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o período de um pêndulo. O período ($ T $) é o tempo que o pêndulo leva para completar uma oscilação completa, ou seja, ir de um ponto de equilíbrio, até um extremo, e voltar. A fórmula para o período de um pêndulo simples é:
onde:
- $ L $ é o comprimento do pêndulo
- $ g $ é a aceleração da gravidade
Passo 3
Agora, por que medir o tempo de 20 oscilações em vez de apenas uma? Medir apenas uma oscilação pode introduzir erros maiores devido a imprecisões no momento exato em que o pêndulo passa pelo ponto de equilíbrio. Esses pequenos erros podem se acumular e distorcer a medição do período.
Passo 4
Ao cronometrar 20 oscilações, a incerteza no tempo de cada oscilação individual tende a se cancelar ou reduzir proporcionalmente. Basicamente, as pequenas variações se distribuem ao longo das 20 oscilações, resultando em uma média mais precisa do período.
Passo 5
Depois de medir o tempo total para 20 oscilações ($ t_{20} $), podemos calcular o período médio dividindo esse tempo pelo número de oscilações:
Isso nos dá um valor mais confiável para o período do pêndulo.
Resposta
Cronometrar 20 oscilações permite calcular uma média mais precisa do período, reduzindo os erros experimentais e aumentando a confiabilidade da medida.