IL MULTIPENDOLO


Festival dell'Innovazione 2019

Il liceo Newton ha partecipato alla settima edizione del Festival dell'Innovazione e della Scienza di Settimo Torinese.

La classe 5E, supportata dal prof. Maiorino, ha presentato il multipendolo. La giuria preposta alla scelta del progetto scolastico più significativo, ha individuato il multipendolo come meritevole del primo premio di 1.000 €.

Alla manifestazione erano presenti diverse scuole del territorio piemontese e di altre regioni d'Italia.

 

Le foto della manifestazione.

La presentazione alla giuria del Festival

Gli studenti illustrano il funzionamento del multipendolo e del simulatore realizzato con Excel.

 

Backstage: la costruzione

Per costruire il multipendolo abbiamo usato dei materiali semplicissimi: un portale con listelli di legno, dello spago e delle sfere di legno. La parte più complessa della costruzione è l'accordatura (come per uno strumento musicale): ognuno dei 10 pendoli deve avere una lunghezza ben precisa, calcolata, e basta sbagliare di pochissimo la lunghezza per non ottenere il moto oscillatorio previsto.

Nelle immagini successive i ragazzi sono all'opera per "accordare" il multipendolo.

 


Un po' di teoria

Per avere l’effetto “onda” voluto, ogni pendolo deve compiere, nello stesso tempo, un’oscillazione in più rispetto al pendolo precedente più lungo. Scegliamo di avere questa tabella di frequenze:

dove il pendolo 1 è il più corto e il pendolo 10 è il più lungo. In questo modo il ciclo generale del multipendolo dura un minuto.

Per determinare la lunghezza di ogni pendolo procediamo con la formula:

·         dove g = 9.8 m/s2 è l’accelerazione di gravità,

·         l è la lunghezza del pendolo in metri

·         T è il periodo in secondi.

 

 

Aggiungiamo alla tabella la lunghezza di ogni pendolo. Ricordiamo che la lunghezza è la distanza tra il punto fisso del filo e il centro della massa sospesa al filo.

Possiamo determinare il numero di oscillazioni compiute da ogni singolo pendolo a intervalli di tempo definiti. La tabella successiva riporta il numero di oscillazioni a 15”, 30”, 45”, 60” dalla partenza. Ad esempio il pendolo 3 dopo 30” avrà compiuto 29 oscillazioni:

Il simulatore con Excel

Per visualizzare le oscillazioni dei 10 pendoli e l'effetto complessivo creato dal moto contemporaneo dei 10 pendoli, abbiamo creato un foglio Excel utilizzando un grafico dinamico basato sulle leggi teoriche del moto del pendolo. L'effetto che si ottiene riproduce quello reale del multipendolo.

Il video seguente simula l'andamento del multipendolo nell'arco di 1 minuto (visione del multipendolo dall'alto).