Misure del periodo di oscillazione del pendolo
Esperienza realizzata nelle classi 3aB -
3aC - 3aH
Liceo scientifico "Da Procida" - Salerno -
A.s. 2004/2005


Schema della U.D.

Mappa concettuale
Analisi situazione di partenza
Obiettivi
Materiale e strumenti
Organizzazione
Sintesi del lavoro
Filmato
Schema della prova
Conduzione della prova
Calcoli da riportare in tabella
Tabella dei valori misurati e calcolati
Grafici
Considerazioni

L'esperienza è possibile realizzarla in classe, 
aggangiando il pendolo alla spalliera di una sedia 
o ad un'asta appoggiata su una sedia


Schema della prova

Il pendolo oscilla tra i punti A a B, intorno alla posizione di equilibrio (linea rossa), a causa della componente della forza peso tangente alla traiettoria del moto. L’altra componente è controbilanciata dalla tensione del filo  

 

Analisi della situazione di partenza

Preconoscenze:
Sistema MKS. Misure di tempo. Operazioni nel sistema sessagesimale. Calcolo errori. Tipi di curve
Prerequisiti:
Saper usare il cronometro. Saper calcolare errori. Saper rappresentare graficamente.

Obiettivi

Determinare il periodo di oscillazione del pendolo in funzione della lunghezza del filo
Sapere scrivere la misura finale del periodo di oscillazione di un pendolo. 

Materiale e strumenti

Pendolo, costituito da una sferetta di acciaio legata ad un filo di spago
Cronometro
Telecamera
Carta millimetrata – Matita - Squadretta
Programmi: Word ed Excel

Organizzazione

Spazi:
Laboratorio - Casa per relazione
Tempi: 8 ore (2+7)
Struttura classe: Suddivisione a gruppi per misure di tempo a diverse lunghezze del filo
Modalità di gestione: attività pratica guidata dal docente

Sintesi delle fasi di lavoro

1)
è stato innanzitutto spiegato il pendolo e le caratteristiche principali del suo moto.
2)
è stata individuata la successione delle operazioni da fare durante la prova.

Filmato

La preparazione dell’esperimento e l’esecuzione della prova potranno essere filmate con una telecamera. I ragazzi potranno spiegare in audio tutto ciò che sarà fatto. Dal filmato, inoltre, contando i frames, si potranno ottenere misure di tempo più precise.


Conduzione della prova

La prova è effettuata da ogni ragazzo in questo modo:
1) Si allontana la sfera dalla sua posizione di equilibrio e la si lascia oscillare;
2) Ogni ragazzo del gruppo misura il tempo impiegato dal pendolo a compiere 10 oscillazioni.
3) Si riportano i tempi misurati in tabella.

Calcoli da riportare in tabella

Dopo la prova, si faranno calcolare:
1)    Tempo per un’oscillazione (periodo)
2)    Periodo medio:
Tm = (T1 + T2 + ……. + Tn)/numero alunni
3)    Scarto dalla media:
Si = Ti - Tm 
4)    Scarto assoluto: Sa = |Si|
5)    Errore assoluto:
ea = Sam  = Media aritmetica degli Sa
6)    Risultato finale: T = Tm + ea
7)    Rapporto
T2/l 

La tabella ed il grafico sono realizzati sia manualmente e sia utilizzando Word ed Excel.
Saranno rappresentati: T misurato, T medio e la relazione finale 

Tabella dei valori misurati e calcolati (classe 3C)  
a seconda della lunghezza del filo

Far unica tabella (da 20cm a 100cm)

Poi fare la tabella finale unica


Considerazioni

1) Il grafico (l - T) ha l'aspetto di una parabola 
2) Se è una parabola il grafico (l - T2) deve essere una retta
 
3) Il grafico è una retta, quindi,
(l - T) è una parabola
4) Quindi si può calcolare il rapporto  T2/l = 4
5) Allora, si ricava la relazione tra T ed l:   T = 2*RADQ(l)

Pendolo          Misura di grandezze