un semplicissimo esperimento di fisica classica

Misurazione dell'accelerazione di gravità con il pendolo semplice

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Notare che in realtà a noi interessa rilevare e controllare solo pochissimi parametri:

- la lunghezza l del filo;

- fare in modo che l'angolo iniziale teta dello spostamento angolare sia il più piccolo possibile;

- misurare nel modo più accurato possibile il periodo T di oscillazione fino al decimo di secondo (vedremo come ovviare al problema dei nostri limiti di percezione e alle limitazioni dei nostri riflessi ecc.). 

Modalità di misurazione e approssimazioni da assumersi:

1) Dopo aver lasciato a riposo nella propria posizione di equilibrio la sferetta sospesa a mezz'aria e vincolata con il filo (di modo che il medesimo filo di nylon si possa deformare liberamente fino a raggiungere il massimo stiramento, grosso modo), cioè dopo pochi minuti, misuriamo la distanza "l" da A a B0.

Il modo più rapido ed accurato per misurare la distanza "l" ("elle") consiste nel:

- misurare la distanza verticale tra il piano orizzontale di riferimento e il punto A;

- misurare la distanza verticale tra il baricentro B0 della sferetta e lo stesso piano orizzontale;

- sottrarre alla prima quantità lineare misurata la seconda misura lineare, ricavando così finalmente la lunghezza "l" del filo.

2) Posizioniamo la nostra sferetta di piombo in un punto iniziale, che chiamiamo per convenzione B1 max, di modo che l'angolo teta sotteso sia il più piccolo possibile, ma anche di modo che sia per noi agevole osservare ad occhio quando la sferetta ritorna nella posizione "iniziale";  o per meglio dire, nella posizione iniziale non ci tornerà mai poiché appunto nel nostro pendolo reale non agiscono forze conservative (in breve l'entropia aumenta, l'energia potenziale gravitazionale si trasforma dopo vari passaggi infine in calore, venendo così ceduta dal nostro sistema all'ambiente).

3) Nel momento in cui rilasciamo libera di muoversi la sferetta, appunto dopo averla posizionata nel punto B1 max, facciamo partire il cronometro.

4) Fermiamo il cronometro non appena la sferetta ritorna ("quasi") nella posizione iniziale, ossia quando ci appare per un istante come immobile. 

In questo modo avremo misurato il periodo T di moto oscillatorio che ci interessa, cioè il tempo richiesto perché venga eseguita una oscilalzione completa.

5) Tuttavia non avremo mai i riflessi abbastanza pronti, per quanto noi si possa essere capaci, né la capacità di osservazione abbastanza affinata per misurare con precisione estrema un singolo ciclo fino al decimo di secondo.

Basta fare una prova per rendersene conto facendo una piccola serie di misurazioni.

(Nell'immagine qui sotto NON si tenga conto dei punti cardinali NORD, SUD, ecc., che come si vedrà dopo sono praticamente ininfluenti nel nostro caso, e che qui hanno mero valore di riferimento inerziale con l'ambiente.)

( segue )