Relazione di fisica 1

Autore e introduzione

Autore: Manzi Giovannico
Coautori: Bonizzoni Matteo Antonio, Sapienza Davide Cosimo

Relazione fisica

Calcolo dell'accelerazione di gravità tramite l'utilizzo di un pendolo

Introduzione

Tramite la teoria del pendolo è possibile dedurre l'accelerazione di gravità per via del suo legame tra il periodo dell'oscillazione e la velocità. Lo scopo dell'esperienza è quello di familiarizzare con il calcolo degli errori durante una prova di laboratorio e di capire come vada strutturata la relazione relativa a una prova pratica.

Trattazione teorica del pendolo semplice

Il pendolo semplice è costituito da una massa libera di ruotare attorno a un punto detto fulcro. La massa viene fatta oscillare e la sua velocità angolare è dettata dalla formula (f1.0). La formula viene costruita a partire dalle leggi orarie del moto circolare prese sul semiarco.

Basandosi sulla legge di conservazione dell'energia, una volta alzato il pesetto esso verrà accelerato dalla forza di gravità andando a trasformare la sua energia potenziale in energia cinetica acquisendo quindi una velocità. Nel semiarco successivo accade il processo contrario, ovvero l'energia cinetica viene trasformata in energia potenziale e nell'ipotesi dell'assenza di attrito dell'aria, la massa verrà riportata alla stessa altezza di partenza, motivo per cui successivamente utilizzeremo un angolo di apertura molto ridotto; inoltre l'assunto dell'assenza di attrito dell'aria permette di effettuare una sola misurazione anche su più oscillazioni.

Partendo quindi dalla formula (f1.0) andiamo a ricavare g (accelerazione di gravità) fino ad arrivare alla formula (f1.1). Ora sappiamo che l'inerzia di un sistema è data dalla distanza di una massa moltiplicata con la distanza al quadrato della massa rispetto al punto di rotazione (f1.2). Dato che la massa del filo è trascurabile, la sua inerzia verrà considerata uguale a 0. In questo modo andiamo a concludere che g è uguale a (f1.3).

Notiamo subito che l'accelerazione di gravità è indipendente dalla massa e lega in rapporto la lunghezza del filo e il tempo di oscillazione tramite un rapporto di proporzione diretta.

Descrizione del metodo

Materiale necessario

• Biglia di metallo sferica (m=0.048 kg)
• Filo inestensibile (l=0,120 m)
• Barra a L utilizzata come sostegno

Strumenti di misura

• Cronometro (±0.01s)
• Metro estensibile (±0.001m)
• Bilancia (±0.001 Kg)
• Goniometro (±1°)

Principi di misure

Sappiamo che ogni misura T è affetta da errore.