Questão 03:
Determinação do período de oscilação do pêndulo de Foucault:

        Um pêndulo de Foucault se diferencia de um pêndulo comum devido ao fato de
que ele tem a liberdade de oscilar em qualquer direção, ou seja, o plano pendular não é
fixo.
        Para simplificar, é considerado que as amplitudes de oscilação são
suficientemente pequenas para admitir que a massa oscilante do pêndulo se desloque
horizontalmente.
        Notação:
            Oxy: plano horizontal de oscilação do pêndulo
            O: posição da massa em repouso
            Ox: eixo horizontal dirigido para leste (tangente ao paralelo, linha
               imaginária horizontal).
            Oy: eixo vertical dirigido para norte (tangente ao meridiano, linha
               imaginária vertical).
            Oz: eixo dirigido para cima.

Primeira situação:
       Sem levar em consideração a rotação da terra, as equações do movimento são as
do pêndulo simples:




       onde ω é a oscilação própria do pêndulo simples:




       onde g é aceleração da gravidade e l o comprimento do pêndulo.

Segunda situação:
       Considerando a rotação da terra, devemos levar em consideração a aceleração de
Coriolis:


onde ⃗ é a velocidade do pêndulo, ⃗⃗ é o vetor unitário no eixo de rotação da terra e   é
a velocidade de rotação angular da Terra, que é muito menor do que ω.
       Numa latitude θ, o vetor      tem como componentes do referencial Oxyz:
⃗ tem como componentes:




        Sendo assim a aceleração de Coriolis tem os componentes:




e as equações do movimento no plano Oxyz ficam:




Considerando que em t = 0 o pêndulo passe em O com velocidade      no eixo      , as
soluções do sistema diferencial são:




onde:




        Observando o sistema temos que a oscilação acontece na direção                 ) )
e              ) ), que roda com pulso         ) de modo lento.
        Sendo assim podemos dizer que
                                                     )
                                                         .
        Como           , sendo    o número de horas em um dia.


        Logo:
                         )
                          , ou seja, T depende da posição em que o pêndulo se
encontra em relação ao centro da terra.

        Fonte:
http://pt.wikipedia.org/wiki/P%C3%AAndulo_de_Foucault#Caso_do_p.C3.AAndulo_d
e_Foucault

Questão 03

  • 1.
    Questão 03: Determinação doperíodo de oscilação do pêndulo de Foucault: Um pêndulo de Foucault se diferencia de um pêndulo comum devido ao fato de que ele tem a liberdade de oscilar em qualquer direção, ou seja, o plano pendular não é fixo. Para simplificar, é considerado que as amplitudes de oscilação são suficientemente pequenas para admitir que a massa oscilante do pêndulo se desloque horizontalmente. Notação:  Oxy: plano horizontal de oscilação do pêndulo  O: posição da massa em repouso  Ox: eixo horizontal dirigido para leste (tangente ao paralelo, linha imaginária horizontal).  Oy: eixo vertical dirigido para norte (tangente ao meridiano, linha imaginária vertical).  Oz: eixo dirigido para cima. Primeira situação: Sem levar em consideração a rotação da terra, as equações do movimento são as do pêndulo simples: onde ω é a oscilação própria do pêndulo simples: onde g é aceleração da gravidade e l o comprimento do pêndulo. Segunda situação: Considerando a rotação da terra, devemos levar em consideração a aceleração de Coriolis: onde ⃗ é a velocidade do pêndulo, ⃗⃗ é o vetor unitário no eixo de rotação da terra e é a velocidade de rotação angular da Terra, que é muito menor do que ω. Numa latitude θ, o vetor tem como componentes do referencial Oxyz:
  • 2.
    ⃗ tem comocomponentes: Sendo assim a aceleração de Coriolis tem os componentes: e as equações do movimento no plano Oxyz ficam: Considerando que em t = 0 o pêndulo passe em O com velocidade no eixo , as soluções do sistema diferencial são: onde: Observando o sistema temos que a oscilação acontece na direção ) ) e ) ), que roda com pulso ) de modo lento. Sendo assim podemos dizer que ) . Como , sendo o número de horas em um dia. Logo: ) , ou seja, T depende da posição em que o pêndulo se encontra em relação ao centro da terra. Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/P%C3%AAndulo_de_Foucault#Caso_do_p.C3.AAndulo_d e_Foucault