La fisica del pendolo.

Quali sono le quantità che possiamo misurare nel pendolo?

Dalla discussione in classe è emersa una lista:

• • Lunghezza del filo.

  • Periodo (cioè il tempo necessario a compiere un'oscillazione completa e tornare nella stessa condizione in cui era).

  • Altezza iniziale.

  • Altezza massima (che abbiamo visto essere uguale a quella iniziale se la velocità con cui lasciamo il pendolo è nulla).

  • Velocità iniziale (che per adesso prenderemo sempre nulla).

  • Velocità massima (o velocità nel punto più basso, ma vedremo che è la stessa quantità).

  • Massa (torneremo altrove sulla distinzione tra massa e peso).

  • Gravità (è chiaro a tutti che lo stesso pendolo oscilla più lentamente sulla luna che sulla terra).

Il nostro programma sperimentale è di vedere se queste quantità (in particolare quelle scritte in neretto) dipendono l'una dall'altra, e in caso affermativo, cercare di scoprire con quale legge.

Già dalla discussione sulle leggi di conservazione, possiamo dedurre la nostra prima legge:

L'altezza massima non dipende dalla lunghezza del filo.

Prima della discussione sulle leggi di conservazione non era affatto chiaro! Abbiamo anche fatto un esperimento concettuale su questo punto (copiando Galileo): abbiamo messo un chiodo a metà del filo, in modo che il pendolo dalla parte sinistra oscillasse intorno al punto di sospensione, mentre dalla parte destra oscillasse intorno al chiodo. Abbiamo verificato che, chiodo o non chiodo, l'altezza massima a destra è uguale a quella a sinistra.

Ragionando sulla conservazione dell'energia, è anche ovvio che la velocità massima è legata all'altezza iniziale: più è alto il punto da cui facciamo partire il pendolo, maggiore è la velocità che raggiunge. Ma questa velocità dipenderà dalla lunghezza del filo? E dalla massa?

Vediamo la cosa in un video.