Un pendolo è un dispositivo che utilizza la gravità per far oscillare un peso avanti e indietro. A causa delle loro oscillazioni consistenti e misurabili, o oscillazioni come vengono chiamate, i pendoli sono stati usati per centinaia di anni per tenere il tempo. Parte della bellezza di un pendolo è la sua semplicità. Con poche scorte, puoi costruire e usare il tuo pendolo per provare diversi esperimenti per vedere come funziona la fisica di un pendolo.
Passi
Metodo 1 di 3: fare un pendolo semplice
Passaggio 1. Fissa una matita orizzontalmente sulla parte superiore di un tavolo
Appoggia una matita su un lato e usa del nastro adesivo trasparente per fissarla saldamente al piano del tavolo. Lasciare circa 1⁄2 pollice (1,3 cm) della matita che pende dal bordo. La matita ancorerà il tuo pendolo e impedirà che cada, quindi assicurati di usare abbastanza nastro adesivo per fissarlo e impedirgli di muoversi.
Prova la matita facendola scorrere con il dito. Dovrebbe rimanere attaccato al piano del tavolo
Passaggio 2. Lega un anello di circa 2,5 cm di diametro a un'estremità di una corda
Prendi uno spago lungo 0,61-0,91 m e arrotola un'estremità per formare un cappio. L'anello deve adattarsi alla matita, ma non troppo stretto o non oscillerà correttamente. Fai un nodo con il cappio per evitare che si disfa.
Fai scorrere l'anello sulla matita e fallo scorrere via per assicurarti che non sia troppo stretto
Passaggio 3. Crea un piccolo 1⁄2 pollice (1,3 cm) con un filo metallico.
Prendi una lunghezza di 5,1 cm di filo metallico e arrotolane un'estremità a forma di "J" per formare il tuo gancio. Il gancio manterrà il peso che fa oscillare il pendolo, quindi modella il tuo gancio in modo che sia facile attaccare e rimuovere i dadi su di esso per alterare il peso del pendolo.
Puoi usare le pinze per arricciare il filo metallico
Passaggio 4. Scorri a 1⁄4 pollici (0,64 cm) sull'estremità del gancio.
Usa un dado metallico standard come peso per il tuo pendolo. Il foro al centro rende un dado ideale per scivolare sul gancio e puoi facilmente aggiungere o rimuovere dadi per sperimentare pesi diversi. Fai scorrere il dado sul gancio in modo che non possa cadere o scivolare via quando il pendolo oscilla.
Non chiudere il gancio attorno al dado
Consiglio:
Usa dadi della stessa dimensione e peso in modo da poter sperimentare la modifica del peso per vedere come influisce sull'oscillazione del pendolo.
Passaggio 5. Nastro un pezzo di carta su una parete o un tavolo dietro il gancio
Puoi usare la carta per segnare dove rilasci il pendolo ogni volta in modo da poter vedere il modo in cui il pendolo si comporta e oscilla in base a dove lo rilasci. Nastro la carta in modo che sia uno sfondo dietro il gancio con il dado su di esso.
Qualsiasi carta colorata va bene, purché tu possa vedere i segni a matita
Metodo 2 di 3: Sperimentare con il pendolo
Passaggio 1. Tirare indietro il gancio con il dado di circa 20 pollici (51 cm)
Prima di rilasciarlo, usa la matita per segnare sulla carta fissata dietro il pendolo da dove lo rilasci. In questo modo, puoi ripetere l'esperimento lasciando che il pendolo si muova dallo stesso punto ogni volta.
Devi avere un punto di rilascio coerente per risultati accurati nei tuoi esperimenti
Passaggio 2. Rilasciare il pendolo e avviare un cronometro
Quando rilasci il pendolo, conta il numero di oscillazioni, o il numero di volte che oscilla avanti e indietro, per 1 minuto. Ripeti il processo 5 volte, rilasciando ogni volta il pendolo dallo stesso punto sulla carta.
- Lascia che il pendolo cada da solo; non dondolarlo o spingerlo.
- Annota il numero di oscillazioni in modo da poter calcolare una media.
Passaggio 3. Calcola la media delle oscillazioni
Prendi il numero di oscillazioni di ogni volta che hai rilasciato il pendolo, sommale tutte insieme, quindi dividi il numero per 5. Questo è il numero medio di oscillazioni che il pendolo completa da quella distanza e con quel peso.
Per esempio:
Se rilasci il pendolo 5 volte e il numero di oscillazioni che ottieni è 9, 7, 8, 10 e 7, somma tutti i numeri per ottenere 41. Dividi 41 per 5 per ottenere 8,2 come numero medio di oscillazioni per quell'esperimento
Metodo 3 di 3: testare la fisica di un pendolo
Passaggio 1. Aggiungi un dado al gancio per vedere quale differenza fa la massa
Aggiungi un secondo dado al gancio e riporta il pendolo dove hai segnato la prima volta sulla carta. Quando rilasci il pendolo, avvia un cronometro e conta il numero di oscillazioni per 1 minuto. Ripeti il processo 5 volte, quindi calcola la media.
- Notare la differenza nel numero di oscillazioni e la media tra 1 dado sul gancio e 2 dadi sul gancio.
- Aggiungi un altro dado e ripeti l'esperimento per vedere se una massa ancora maggiore influenzerà le oscillazioni del pendolo.
Spogliarello:
L'aggiunta di peso modifica la massa del pendolo, ma la massa non influisce sulla velocità di oscillazione di un pendolo, quindi il numero medio di oscillazioni dovrebbe essere quasi lo stesso, indipendentemente dal peso!
Passaggio 2. Modificare la distanza per vedere come influisce sulle oscillazioni
Torna a solo 1 dado sul gancio, riporta la corda indietro di circa 10 pollici (25 cm) e fai un segno sulla carta attaccata dietro di essa in modo da poter ripetere l'esperimento dalla stessa distanza. Rilasciare il pendolo e contare il numero di oscillazioni per 1 minuto. Ripeti il processo 5 volte e calcola una media.
- Potresti essere sorpreso di apprendere che la distanza (chiamata anche ampiezza) non influisce sulla velocità di oscillazione o sul numero di oscillazioni.
- Riprova l'esperimento da 5 pollici (13 cm) e trova il numero medio di oscillazioni per vedere quanta differenza fa la distanza.
Passaggio 3. Tagliare 10 pollici (25 cm) di corda per vedere gli effetti
Togli lo sguardo dalla matita e taglia 10 pollici (25 cm) di spago, fai un altro anello e rimettilo sulla matita. Quindi riporta il pendolo indietro di circa 10 pollici (25 cm) e segna sulla carta da dove lo rilasci. Ripeti l'esperimento 5 volte e trova il numero medio di oscillazioni per vedere come la lunghezza della corda influisce sul pendolo.
- Taglia altri 25 cm di corda per vedere la differenza che fa sul numero medio di oscillazioni.
- La lunghezza da cui è sospeso un pendolo aiuta a determinare la velocità e la regolarità delle oscillazioni, motivo per cui i pendoli sono stati utilizzati per tenere il tempo.