Os pêndulos têm propriedades interessantes que os físicos usam para descrever outros objetos. Por exemplo, a órbita planetária segue um padrão similar. Essas propriedades vêm de uma série de leis que governam o movimento do pêndulo. Ao aprender essas leis, você pode começar a entender alguns dos princípios básicos da física e do movimento em geral.

Terminologia do pêndulo

Você pode fazer um pêndulo de quase qualquer coisa. Imagine uma bola presa ao final de uma corda: isso faz um pêndulo. Os físicos normalmente se referem à bola como o “pêndulo bob”. O movimento do pêndulo oscila em um ângulo de lado a lado; imagine o pêndulo suspenso de um relógio. Físicos referem-se ao movimento de pêndulos em oscilações. Uma oscilação descreve o movimento total de um ponto e de trás. Imagine levantar o pêndulo o mais alto possível para o lado direito; uma oscilação iria daquele ponto todo para o lado esquerdo e para trás. As leis que governam o movimento do pêndulo levaram à descoberta de uma propriedade importante. Os físicos dividem forças em um componente vertical e horizontal. No movimento pendular, três forças trabalham diretamente no pêndulo: a massa do prumo, a gravidade e a tensão na corda. Massa e gravidade trabalham verticalmente para baixo. Como o pêndulo não se move para cima ou para baixo, o componente vertical da tensão da corda anula a massa e a gravidade. Isso mostra que a massa de um pêndulo não tem relevância para seu movimento, mas a tensão horizontal das cordas faz.

Primeira lei de Newton

A primeira lei de Newton define a velocidade dos objetos em resposta às forças. A lei afirma que, se um objeto se move a uma velocidade específica e em linha reta, ele continuará a se mover nessa velocidade e em linha reta, infinitamente, enquanto nenhuma outra força atuar sobre ele. Imagine jogar uma bola para a frente; a bola percorria a terra repetidamente se a resistência do ar e a gravidade não agissem sobre ela. Essa lei mostra que, como um pêndulo se move lado a lado e não para cima e para baixo, não tem forças para cima e para baixo agindo sobre ele.

A terceira lei de Newton

A terceira lei de Newton afirma que toda ação uma reação de força igual. Esta lei funciona com a primeira lei mostrando que, embora a massa e a gravidade anulem o componente vertical do vetor de tensão das cordas, nada anula o componente horizontal. Esta lei mostra que as forças que atuam em um pêndulo podem se anular mutuamente. Os físicos usam as primeiras e terceiras leis de Newton para provar que a tensão da corda horizontal move o pêndulo sem levar em conta a massa ou a gravidade.

Lei do Período

O período de um pêndulo descreve o tempo que leva pêndulo para ir de um ponto, através de uma oscilação, e de volta. Como a massa de um pêndulo não tem relação com seu movimento, os físicos provaram que todos os pêndulos têm o mesmo período para os ângulos de oscilação - o ângulo entre o centro do pêndulo no seu ponto mais alto e o centro do pêndulo na sua posição parada. - menos de 20 graus.