Pendolo di Wilberforce con Phyphox
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Lo scopo di questa esperienza e’ l’analisi del moto di un pendolo del tipo massa-molla, detto pendolo di Wilberforce, nel quale una scelta particolare dei parametri consente di realizzare un accoppiamento tra moto di traslazionee moto di rotazione. La elaborazione dei dati acquisiti in tempo reale, ed esportati su un foglio elettronico, consente di evidenziare le varie componenti dell’energia associata alle oscillazioni (cinetica e potenziale-elastica, sia per l’oscillazione verticale che torsionale, ed infine l’energia di accoppiamento dei due moti) e di procedere al confronto con simulazioni numeriche. ET= EkT + EeT= (m/2)v^2+(k/2)z^2 (con m massa, v=dz/dt velocita’ traslazionale e k costante elastica). ER= EkR + EeR= 1/2 I ω^2 +(D/2) α^2 Una opportuna scelta del rapporto tra angolo e spostamento iniziale elimina il battimento l’energia viene ugualmente ripartita fra traslazione e rotazione (modo fondamentale pseudo stazionario) , come mostrato nella figura 3. |
Figura 1: il pendolo Figura 3. modo fondamentale: rototraslazione stazionaria Tre diverse fasi : modo battimenti modo rototraslazione levogira modo rototraslazione destrogira
Studio dell’accoppiamento dei 2 modi di oscillazione
Materiale in dotazione:
Materiale didattico allegato: (vedi: The Wilberforce pendulum: a complete analysis through RTL and modelling ,
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