Meccanica
Pendolo
Osserva il pendolo accelerare nel punto più basso e fermarsi in alto a ogni oscillazione.
Pendolo — simulazione interattiva (Meccanica). Osserva il pendolo accelerare nel punto più basso e fermarsi in alto a ogni oscillazione. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Moto armonico semplice
Un pendolo oscilla avanti e indietro perché la gravità fornisce una forza richiamante verso l'equilibrio. Per angoli piccoli il moto è approssimativamente armonico semplice.
Quando il pendolo è spostato, la componente della gravità lungo l'arco lo riporta verso il punto più basso. Quella forza richiamante lo fa oscillare: accelera in basso, rallenta ai punti di inversione, ripetendo un ciclo regolare.
- T ≈ 2π√(L/g) (angoli piccoli)
- Forza di richiamo ∝ spostamento (θ piccolo)
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Se raddoppi la lunghezza di un pendolo, cosa succede al suo periodo? Rendere il pendolo più pesante cambia qualcosa nel periodo?
Previsioni da valutare
- Un pendolo più lungo ha periodo maggiore (oscilla più lentamente); la massa non ha effetto.
- Un pendolo più lungo ha periodo minore (oscilla più in fretta).
- Un pendolo più pesante oscilla più lentamente, qualunque sia la lunghezza del filo.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Massa (kg)
- Lunghezza del filo (m)
- Angolo di rilascio (°)
Cosa misuri:
- Periodo (s)
- Velocità massima (m/s)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset Pendolo nella sandbox di meccanica.
- Verifica che la sonda di velocità sul pendolo sia attiva nel pannello Matematica: ne leggerai il picco in fondo a ogni oscillazione.
- Per ogni riga imposta massa, lunghezza del filo e angolo di rilascio dalla verticale, poi lascia andare il pendolo.
Equazione che governa
Periodo del pendolo (angoli piccoli) — T = 2π·√(L / g)
Per angoli di rilascio piccoli, il periodo di un pendolo semplice dipende solo da lunghezza e gravità — non dalla massa né da quanto lo si lascia andare.
Energia potenziale gravitazionale — PE = m·g·h
L'altezza da cui il pendolo scende dal punto di rilascio al punto più basso dell'oscillazione, h = L(1 − cos θ₀), fissa quanta energia potenziale si converte in energia cinetica — e quindi quanto velocemente si muove il pendolo in fondo.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una riga, calcola la velocità massima del pendolo in fondo all'oscillazione usando la conservazione dell'energia (½mv² = mgh, con h = L(1 − cos θ₀)) e confrontala con la tua lettura live del rilevatore di velocità. Concordano?
- Guarda la colonna del periodo in tutte e tre le righe. Dipende dalla massa? Usa la formula per spiegare perché sì o no.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- La formula del periodo T = 2π√(L/g) assume angoli di rilascio piccoli. Prevedi cosa accade al periodo reale man mano che l'angolo di rilascio supera i 30° — il periodo misurato nella sandbox corrisponderebbe ancora alla formula?
- In fondo all'oscillazione il pendolo è al massimo della velocità. Dov'è finita la sua energia potenziale gravitazionale iniziale, e perché il totale resta (quasi) costante su molte oscillazioni?
- AP Physics 1 — Unit 7: Oscillations
- AP Physics C: Mechanics — Unit 7: Oscillations
- IB Physics — A.1 Kinematics
- IB Physics — C.1 Simple harmonic motion
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Benvenuto al pendolo
- Seleziona il pendolo
- Premi Play
- Avanti e indietro
- Apri i dati
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
Apri laboratorio interattivo →
Scarica foglio di laboratorio →