Napoli Caterina e Mariarosaria Scorza Classe V A IL Pendolo Napoli Caterina e Mariarosaria Scorza Classe V A

L'orologio a pendolo è un dispositivo per la misura del trascorrere del tempo basato sulla regolarità dell'oscillazione di un Pendolo.

La regolarità nel moto del pendolo fu studiata da Galileo Galilei nel XVII secolo. Egli infatti intuì la caratteristica essenziale dei moti pendolari nel 1583, probabilmente osservando l'oscillazione di un lampadario nel duomo di Pisa: la durata di quelle lente oscillazioni, che misurò con il battito del polso, rimaneva immutata, nonostante la loro ampiezza diminuisse sempre di più. 

 Gli esperimenti al riguardo, lo condussero a formulare il principio dell'isocronismo delle piccole oscillazioni del pendolo: se il pendolo viene spostato di qualche grado dalla verticale, l'oscillazione è indipendente dall'ampiezza. Galileo estese poi questo principio, a oscillazioni del pendolo di qualsiasi ampiezza .  

Ma l'invenzione dell'orologio a pendolo è attribuita a Christiaan Huygens che ne depositò il brevetto nel 1656. La fabbricazione iniziò nel 1657 per opera di artigiani olandesi ed ebbe rapida diffusione.

Nel XVIII secolo si ebbero diversi importanti artigiani che realizzarono orologi di eccellente fattura, di grande valore per i materiali usati e dagli stupefacenti effetti scenografici delle suonerie. Un esempio pregevole è conservato al Museo dell'Ermitage di San Pietroburgo e rappresenta un pavone meccanico in oro che canta allo scoccare delle ore con incredibile realismo

Léon Foucault (1819-1868), nel 1851, durante un famoso esperimento riuscì a dimostrare la rotazione della Terra rispetto alle stelle fisse. L’esperimento fu compiuto a Parigi sotto la cupola del Pantheon con una grossa sfera di rame di 30kg sostenuta da un filo di acciaio lungo 68 metri, e con una sospensione sferica particolarmente curata, per non introdurre forze di trascinamento. Egli Osservò che il piano di oscillazione del pendolo,da lui costruito,ruotava di un giro completo ogni 32 ore circa.   

Attualmente, questo strumento è stato superato in precisione dall'orologio al quarzo e dall'orologio atomico.

Il pendolo è costituito da una barra di metallo o legno incernierata su un fulcro e una massa collocata all'estremità libera. Poiché il periodo di oscillazione dipende dalla distanza tra il fulcro ed il baricentro del pendolo, la massa è in genere scorrevole lunga la barra, allo scopo di potere tarare lo strumento.

La dilatazione termica agisce alterando la lunghezza del pendolo e variandone, quindi il periodo in funzione del variare della temperatura. Per questo motivo i pendoli utilizzati in passato per il computo del tempo utilizzavano sistemi di compensazione della dilatazione basati su leghe metalliche diverse, ad effetto controbilanciato.

Di seguito sono riportati i risultati ottenuti eseguendo degli esperimenti, utilizzando un filo variabile rispetto ad una sfera di massa costante. Osserviamo come il periodo sia direttamente proporzionale alla lunghezza del filo.

Lunghezza filo N°Oscillazi-oni Massa Ampiezza Tempo Periodo Ts=t/n 20 cm 10 5 20 28:22 s 2,82 40 cm 39:73 s 3,97 60 cm 48:94 s 4’98 80 cm 56:22 s 5,62 1 m 1:03:09 s 6,3

Grafico lunghezza filo- periodo delle oscillazioni