Pendolo elastico

Descrizione e caratteristiche fisiche

L'apparato è costituito da una molla di opportuna lunghezza a riposo di 23 cm e costante elastica di circa 10 N/m, a cui è appesa una massa di 100 g. Esso permette di studiare qualitativamente le oscillazioni dei modi accoppiati del sistema, poiché un oscillatore armonico massa-molla forma anche un pendolo che può oscillare con una propria frequenza. Il sistema può oscillare quindi lungo l'asse verticale (modalità massa-molla) e nel piano orizzontale (modalità pendolo). Quando la frequenza di oscillazione del sistema massa-molla è circa il doppio di quella del sistema pendolo si manifesta un fenomeno di risonanza. In questo caso, si possono osservare entrambi i modi di oscillazione. Come negli oscillatori leggermente accoppiati, l'energia inizialmente immagazzinata nel sistema massa-molla, al passare del tempo, passa avanti e indietro tra le oscillazioni verticali e quelle orizzontali. Nel presente caso, la lunghezza effettiva del pendolo è di circa 37 cm (con la molla allungata dalla massa appesa alla molla lungo la verticale).

Bibliografia & sitografia

• Agliolo Gallitto A., Battaglia O. R., Fazio C. (2021). Dynamic measurement of the elastic constant of an helicoidal spring by a smartphone. Phys. Educ. 56: 035010

• Lai H. M. (1984). On the recurrence phenomenon of a resonant spring pendulum. Am. J. Phys. 52: 219-23, doi: 10.1119/1.13696

• Lynch P. (2002). Resonant motions of the three-dimensional elastic pendulum. Int. J. Non-Linear Mech. 37: 345-67, doi: 10.1016/S0020-7462(00)00121-9

• Grand illusions: Spendulum, www.grand-illusions.com/products/spendulum

• WikipediA: Elastic Pendulum, en.wikipedia.org/wiki/Elastic_pendulum

• Wolfram: Oscillations of an Elastic Pendulum, demonstrations.wolfram.com/OscillationsOfAnElasticPendulum/

• YouTube: NPS Physics EDU, Parametric Instability, youtu.be/dGE_LQXy6c0