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Moto del Pendolo

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Si chiama pendolo semplice un punto materiale di massa m appeso tramite un filo inestensibile, di lunghezza l e massa trascurabile, ad un punto O. Dal momento in cui il pendolo viene spostato dalla sua verticale e quindi lasciato, esso iniziera' un moto oscillatorio che, in caso di smorzamento trascurabile, proseguira' identico fino ad una nuova interazione con l’ambiente

Disegniamo il pendolo per capire quali forze agiscono su di esso:

assets/fisica/cinematica/pendolo.png

Man mano che oscilla il punto di massa m si allontana dall’origine di una distanza x che rappresenta l’ampiezza del moto di oscillazione. Θ è definito come l’angolo che la fune crea con la verticale.

Sul punto agiscono due sole forze: la forza peso P diretta verso il basso e la tensione T della fune.

La forza la scomporremo nelle sue due componenti, quella parallela e quella perpendicolare.

Se volessimo trovare l’accelerazione che agisce sul punto di massa m, dovremo applicare il secondo principio della dinamica.

assets/fisica/dinamica/m*a.svg

Sull’asse orizzontale compare solamente la componente parallela della forza peso:

assets/fisica/cinematica/p=mgsintheta.svg

Logicamente g è l’accelerazione di gravitĂ . Considerando che si forma un triangolo rettangolo con ipotenusa la fune di lunghezza L e per cateto orizzontale la distanza x possiamo scrivere la relazione:

assets/fisica/cinematica/x=lsintheta.svg

Allora possiamo riscrivere la componente parallela della forza peso come:

assets/fisica/cinematica/p=mgxl.svg

Poiché la componente P// punta verso il lato negativo dell’asse x, allora scriviamo il secondo principio della dinamica come:

assets/fisica/cinematica/mgxl=ma.svg

Semplificando il tutto e con una formula inversa otterremo:

assets/fisica/cinematica/a=xgl.svg

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Terracciano Carlo
SCRITTO DA
Terracciano Carlo
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