Pêndulos físicos com medição automatizada utilizando sensor Hall (KY-035)

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo experimental do comportamento oscilatório de um pêndulo físico utilizando um sistema de medição automatizada de baixo custo, com foco na aplicação didática no Ensino Superior. A proposta busca integrar conceitos da Física Clássica à instrumentação contemporânea, oferecendo uma alternativa acessível aos kits experimentais tradicionais. O pêndulo foi construído a partir de placas de MDF reutilizadas, com duas geometrias distintas, enquanto a aquisição de dados foi realizada por meio de um sensor de efeito Hall KY-035 acoplado a uma plataforma Arduino, substituindo sistemas ópticos convencionais. O campo magnético foi gerado por ímãs de neodímio fixados ao pêndulo. O período de oscilação foi obtido a partir das curvas do campo magnético e utilizado para determinar o momento de inércia do sistema, comparando os valores experimentais com os teóricos. Verificou-se que a concordância estatística entre os resultados exigiu a inclusão da massa dos ímãs no cálculo do centro de massa, evidenciando a importância do rigor no modelo físico adotado. A metodologia incluiu validação cruzada do período por meio de um smartphone com o aplicativo Phyphox, apresentando erro relativo inferior a 0,5%. A análise estatística, baseada no teste t de Student com 95% de confiança, confirmou a equivalência entre os valores teóricos e experimentais após o ajuste do modelo. Os resultados demonstram a viabilidade de experimentos de alta fidelidade com recursos limitados, destacando o potencial do sistema como ferramenta didática no ensino de oscilações e métodos experimentais.