Come calcolare l'accelerazione di gravità con un pendolo

Di Redazione Studenti.

La guida di fisica sul calcolo dell'accelerazione di gravità con un pendolo semplice e un cronometro. L'esperimento e la formula spiegata

Introduzione

Come calcolare l'accelerazione di gravità con un pendolo
Come calcolare l'accelerazione di gravità con un pendolo — Fonte: getty-images

La fisica è una disciplina affascinante, all'interno della quale trovano spazio ragionamenti, teoremi matematici e calcoli in grado di descrivere l'andamento dell'intero universo (o meglio, dell'universo sinora conosciuto).

Grazie alla fisica è possibile tracciare un quadro della situazione della natura dal punto di vista attuale, dai fenomeni naturali, che ogni giorno si manifestano sul pianeta e attorno ad esso, arrivando a dimostrare teorie sull'universo e sui pianeti in esso contenuti.

Ma la fisica si occupa anche di fenomeni che riguardano la nostra quotidianità e con cui ci troviamo a fare i conti tutti i giorni.

Uno dei concetti in cui la fisica trova applicazione è la velocità, e più nello specifico l'accelerazione di gravità.

L'accelerazione di gravità è l'accelerazione che un corpo subisce quando questo viene sottoposto ad una caduta libera in un determinato campo di gravità.

Sono diversi i metodi sperimentali con cui è possibile misurare il valore dell'accelerazione di gravità, facendo riferimento anche ad oggetti che usiamo nel quotidiano.

Fatte queste premesse, vediamo come calcolare l'accelerazione di gravità con un pendolo.

Occorrente

  • Pendolo semplice (anche costruito in casa, ma con peso concentrato all'estremità e lunghezza non minore di 40-50 cm)
  • Cronometro digitale (o orologio analogico con lancetta dei secondi)

L'oscillazione del pendolo

Per quanto riguarda la misurazione del tempo dell'oscillazione, uno strumento adeguato è il cronometro (digitale o analogico), che deve fornire misure con una precisione del centesimo di secondo.

In mancanza di esso, è certamente possibile utilizzare un comune orologio analogico, cercando però di essere molto scrupolosi nel rilevamento dei secondi.

L'esperimento si effettua nel seguente modo.

Si mette in oscillazione il pendolo e si avvia il cronometro quando il pendolo si trova a un estremo del suo arco di oscillazione. Considerate come un'oscillazione il movimento completo di andata e ritorno del pendolo al medesimo punto di partenza.

Il conteggio delle oscillazioni

Contate dieci oscillazioni complete, fermate il cronometro e, presa nota della lettura dei secondi trascorsi, dividete il valore ottenuto per dieci che rappresenta il periodo di oscillazione del pendolo (chiamato T), con la precisione di un millesimo di secondo.

Nel caso disponeste soltanto di un comune orologio, è opportuno contare un numero maggiore di oscillazioni, per esempio cento, in modo che dividendo il tempo totale per cento si ottenga il periodo T con un grado di precisione di un centesimo di secondo anziché di un millesimo, tuttavia accettabile per la buona riuscita della prova.

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Il calcolo dell'accelerazione di gravità

Se avete invece a disposizione più pendoli, ripetete la rilevazione di T con ciascuno di essi e confrontate i valori ottenuti, facendone eventualmente una media.

Per calcolare, infine, l'accelerazione di gravità della Terra (indicata con la lettera g) basta dividere la lunghezza L del pendolo (in metri) per il quadrato del periodo T (in secondi), moltiplicare il risultato per quattro e poi ancora per pi greco elevato al quadrato.

Il valore ottenuto è l'accelerazione di gravità g espressa in metri al secondo quadrato.

Con più pendoli di diverse lunghezze ripetete il calcolo di g per ogni valore di T e fate la media dei risultati ottenuti, che può considerarsi una stima di g.

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