Forças no sistema de referência acelerado de um pêndulo: estudo teórico e resultados experimentais

Forces in the accelerated reference system of a pendulum: theoretical study and experimental results

Resumo

Neste trabalho realizamos, inicialmente, uma discussão teórica sobre as forças no sistema de referência acelerado de um pêndulo que oscila livre de resistência. Tal discussão propicia a afirmação de que, se um acelerômetro for fixado no centro de oscilação de um pêndulo, ele deverá registrar um valor variável sobre o eixo orientado radialmente e um valor nulo no eixo alinhado tangencialmente ao movimento do pêndulo. Para ilustrarmos aplicações dessa afirmação em duas situações de simples verificação, apresentamos duas questões instigantes: a) o que acontecerá com a bolha de ar de um nível de pedreiro, se posicionarmos o nível na direção tangencial enquanto nos embalamos em um balanço de uma praça?; b) se colocarmos para oscilar em um balanço uma pequena esfera, ela irá ficar em repouso em relação balanço? As respostas contraintuitivas às duas questões são de que tanto a bolha no nível de pedreiro quanto a esfera permanecem em repouso em relação ao balanço se posicionadas em seu centro de oscilação. Com o intuito de elucidarmos essas duas questões, concebemos um aparato experimental composto por um pêndulo físico, no qual anexamos uma placa microcontrolada Arduino, um sensor acelerômetro e um módulo Bluetooth.

Palavras-chave:
Pêndulo; Forças não inerciais; Acelerômetro; Arduino