Laboratorio - Misura di g

Esperienza di laboratorio

Determinazione della costante di accelerazione

Gravitazionale locale mediante il pendolo

Reversibile

Obiettivo

Determinazione della costante di accelerazione gravitazionale locale mediante pendolo reversibile.

Scopo dell’esperimento

Il fine dell’esperimento è determinare l’accelerazione gravitazionale locale effettuando degli spostamenti della massa mobile del pendolo, fino al raggiungimento della condizione di eguaglianza dei due periodi ottenuti sospendendo il pendolo prima per un coltello e poi per l’altro.

Gravitazione: interazione fondamentale della natura responsabile dell’attrazione reciproca che si manifesta fra tutti i corpi dotati di massa.

La gravitazione, insieme alla forza nucleare forte, alla forza subnucleare debole e alla forza elettromagnetica, costituisce una delle quattro forze fondamentali esistenti in natura.

Il termine gravità, spesso usato come sinonimo, si riferisce propriamente solo alla forza, comunemente detta forza peso, sperimentata da un corpo posto sulla superficie della Terra (o di qualunque altro pianeta) o nelle sue vicinanze.

Materiale occorrente

• Pendolo di Kater;
• Cronometro digitale;
• Fotocellule;
• Asta graduata. Skuola.net
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Richiami teorici

Il pendolo reversibile (o pendolo di Kater) è un pendolo composto.

Il suo periodo di oscillazione dipende dalla sua forma fisica.

Esso è costituito da un’asta dotata di due punti di oscillazione simmetrici, a cui sono fissate due masse uguali, una mobile ed una fissa.

Appeso per uno o per l’altro punto di oscillazione, il periodo risulta diverso.

Spostando la posizione della massa mobile, entrambi i periodi di oscillazione variano.

È possibile trovare una posizione della massa mobile per la quale i due periodi di oscillazione risultano uguali: in questo caso il periodo comune è pari a quello di un pendolo semplice di lunghezza pari alla distanza fra i punti di oscillazione.

L’esperienza consiste nel misurare il periodo di alcune oscillazioni appendendo il pendolo ad entrambi i punti di oscillazione, e spostando la massa mobile fino a trovare una posizione in cui i periodi sono uguali all’interno degli errori.

A questo punto dal valore del periodo comune e dalla misura della distanza fra i punti di oscillazione si risale all’accelerazione di gravità.

Kater dimostrò che trovando la posizione della massa libera per la quale il periodo di oscillazione attorno ad un asse fosse stato uguale a quello ottenuto girando il pendolo e facendolo oscillare attorno all’altro asse, si riesce ad ottenere una stima della pulsazione ω indipendente da I.

Infatti ottenuta la condizione di uguaglianza tra i periodi si può dedurre che la pulsazione del moto del pendolo sia uguale e indipendentemente da quale asse costituisca il punto di oscillazione.

Premessa all’esperimento