Esperienza con il pendolo

Esperienza con il pendolo
1 Parte
Materiale:
Filo di nylon, pesi, cronometro, sostegno per il pendolo, goniometro.
Scopo: verificare l’isocronismo delle piccole oscillazioni, ovvero dimostrare che il periodo delle
piccole oscillazioni è sempre costante e non dipende dall’ampiezza dell’oscillazione.
Richiami teorici:
Il periodo di una oscillazione è ………………..
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Esecuzione :
Misura il tempo che impiega il pendolo a fare 10 oscillazioni complete con un angolo iniziale di
10 gradi., calcola infine la media tra i 3 valori trovati.
Per fare questa operazione uno studente fa oscillare il pendolo e 3 studenti cronometrano. Inserisci i
valori nella tabella e ripeti la stessa operazione con angoli di 7 e 4 gradi.
Gradi
T1 (s)
10
7
4
Conclusioni finali
T2 (s)
T3 (s)
Tmedio (s)
T=Tmedio/ 10 (s)
2 Parte
Materiale:
Filo di nylon, pesi, cronometro, sostegno per il pendolo, goniometro.
Scopo: trovare se il tempo di oscillazione dipende dalla massa.
Svita la sfera metallica dalla vite a cui è appesa e misura il periodo di 10 oscillazioni con un angolo
piccolo a piacere.
Conclusioni finali
3 Parte
Materiale:
Filo di nylon, pesi, cronometro, sostegno per il pendolo, goniometro.
Scopo: trovare la relazione tra la lunghezza del pendolo e il periodo di una oscillazione
Esecuzione :
Inserisci la sfera metallica nella vite, accorcia il filo utilizzando il cappio opportuno. Misura la
lunghezza del pendolo ( dal sostegno al cento della sfera metallica) , riporta il valore in m nella
prima colonna della tabella. Utilizza 3 cronometri per misurare il tempo che impiega il pendolo a
fare 10 oscillazioni complete ( Utilizza un angolo piccolo a piacere) . Calcola la media tra i 3 valori
trovati , la durata T di una oscillazione e T2 . Ripeti la stessa operazione con lunghezze diverse.
Lunghezza
(m)
T1
(s)
T2
(s)
T3
(s)
Tmedio
(s)
T=Tmedio/ 10
(s)
T2
(s)2
Esiste una proporzionalità diretta tra la lunghezza del filo e il periodo di una oscillazione, cioè
l~T ? Cerca di capirlo calcolando il rapporto T/l e osservando se esso è costante.
Lunghezza (m)
leT
T
(s)
T/Lunghezza
……………………………. grandezze direttamente proporzionali
Esiste una proporzionalità quadratica tra la lunghezza del filo e il quadrato periodo di una
oscillazione, cioè l~T 2 ? Cerca di capirlo calcolando il rapporto T2/l e osservando se esso è
costante.
T2
(s)
Lunghezza (m)
T2/l
Calcola la costante di proporzionalità come
valore medio tra quelli trovati
Costruisci ora il grafico l- T
e l - T2 con un foglio di calcolo.
Il primo grafico è ………………………
Il secondo è ……………………..
Trova ora la legge che lega il periodo di oscillazione e la lunghezza l del filo.
T2
= ............
l
Moltiplicando entrambi i mebri per l ottieni
T 2 = ............... ⋅ l → T =
................ ⋅ l =
............... ⋅ l = .............. ⋅ l
Quindi
T =k⋅ l con k=.....
Sui libri troverai la seguente formula
2π
T=
l
dove g è l’accelerazione di gravità.
g
2π
=k
Prova a ricavare dalla formula g, risolvendo
g
( consiglio: eleva tutto al quadrato per togliere la radice e poi ricava g)
Esercizi
1)Attraverso la legge che hai appena trovato T =k⋅ l determina il periodo di oscillazione di un
pendolo di lunghezza 2 m.
2)Attraverso la legge che hai appena trovato T =k⋅ l determina la lunghezza di un pendolo
avente periodo 4 s.
3)Cosa significa isocronismo delle piccole oscillazioni.
4)Questo fenomeno apparentemente insignificante ha permette di costruire strumenti molto
importanti. Citane qualcuno?