Meccanica - Dispositivi a pendolo
Supporto con pendoli
SCHEDA TECNICA
INVENTARISTATO
Macchina per misurare le forze vive de' corpi cadenti dalle fosse prodotte dai medesimi nelle materie cedenti, le altezze delle quali sono segnate sì in pollici del vecchio piede di Parigi che in decimetri
Macchina per misurare le forze vive dei corpi cadenti dalle fosse prodotte dai medesimi nelle materie cedenti, le altezze delle quali sono segnate sì in pollici del vecchio piede di Parigi che in decimetri
Supporto con pendoli
Supporto con pendoli
181841
1838453
P.A.Nº //
1870398
1925a247
Incompleto
Integro R
Funzionante D
Dimensioni
MATERIALI: ottone, legno, spago
BIBLIOGRAFIA & PRESTITI
DATABASE
Datazione: Antecedente 1818 (II metà XVIII sec.)
Nel Museo A. M. Traversi - In sala
Descrizione          Funzionamento: spiegazione - verifica          Testi&Curiosità


Immagine, Malfi, © D 2008
Fonti
Battelli A. - Cardani C. (1922) Vol. 1, pag. 120, fig. 91
Ganot A. (1861) pag. 39, fig. 91
Ganot A. (1883) pag. 45, fig. 91
 

Questo strumento, ancor'oggi utilizzato durante le ore di laboratorio di fisica, serve per studiare in modo semplice e immediato le prime tre leggi di oscillazione del pendolo semplice. Per la verità tali leggi non si possono verificare se non ricorrendo in pratica a un pendolo composto. Tuttavia si può avere l'accortezza di costruire il pendolo composto in modo che esso si avvicini il più possibile a quello semplice e per far ciò è sufficiente sospendere all'estremità di un filo sottile una piccola sfera di un materiale ad elevato peso specifico, come per esempio il piombo (più piccola è infatti la superficie frontale della sfera appesa e minore sarà l'attrito dell'aria su di essa). Il pendolo così costruito compie con ottima approssimazione le sue oscillazioni come un pendolo semplice con lunghezza L pari alla distanza tra il punto di sospensione e il centro della sfera sospesa al filo.

In questo strumento le masse sospese ai fili sono costituite da due sfere in ottone, da una in rame e da una in legno e la lunghezza di tutti e quattro i pendoli può essere variata a piacere. Se ne capirà il motivo non appena si descriverà come questo apparecchio veniva (e viene) utilizzato. Per il momento si osserva che il filo sospeso tra i montanti dell'apparecchio poco sotto i punti d'ancoraggio dei pendoli ha la funzione di impedire di spostare le masse con un'ampiezza iniziale superiore a quella massima consentita perché sia valida l'ipotesi delle piccole oscillazioni. Quando infatti si tocca questo filo con quello che sorregge la massa che si è deciso di mettere in oscillazione, si è al liminte di validità per l'ipotesi fatta.

Per verificare l'isosincronismo delle piccole oscillazioni (prima legge) si sceglie un pendolo qualunque e se ne fissa a piacere la lunghezza L. Dopodiché lo si mette in oscillazione con un'ampiezza iniziale tale da produrre un angolo di scostamento dalla verticale di 1 grado e se ne conta il numero di oscillazioni che esso compie in un certo intervallo di tempo. Quindi si conta il numero di oscillazioni che lo stesso pendolo effettua nell'identico intervallo di tempo considerato quando si scosta il pendolo con un angolo di 2, 3 e 4 gradi. Si constaterà che il numero delle oscillazioni resta costante a conferma dell'isosincronismo delle piccole oscillazioni del pendolo

Per dimostrare la seconda legge si utilizzano parecchi pendoli (al massimo tre in questo strumento) caratterizzati dalla stessa lunghezza L, ma terminanti con masse dello stesso diametro e fatte di sostanze diverse (legno, ottone e rame). Trascurando la resistenza dell'aria, si osserva che tutti questi pendoli compiono nello stesso intervallo di tempo lo stesso numero di oscillazioni, cioè che essi hanno lo stesso periodo. Per la prima legge poi non è necessario che ai pendoli considerati sia imposta la stessa ampiezza iniziale, a patto che essa sia compatibile con l'ipotesi delle piccole oscillazioni.

Per verificare la terza legge si fanno oscillare dei pendoli le cui lunghezze stanno tra loro secondo la successione 1, 4, 9, ecc. Per ogni intervallo di tempo si osserva che il numero delle oscillazioni effettuate sono rispettivamente 1, 1/2, 1/3, ecc. a conferma che i relativi periodi seguono la successione 1, 2, 3, ecc.

La quarta legge non può essere dimostrata nel proprio laboratorio servendosi di questo apparecchio. Sarebbe infatti necessario poter modificare l'intensità dell'accelerazione gravitazionale g. Ciò si realizza cambiando il luogo di effettuazione delle prove muovendosi lungo un meridiano terrestre dal polo Nord all'equatore o viceversa oppure, avendone la possibilità, effettuando una misura (a latitudine costante) del periodo T di oscillazione alla base e alla sommità di una costruzione molto alta, come ad esempio le Petronas Twin Towers (452 m) a Kuala Lumpur in Malaysia.