L'orologio a pendolo: tieni il tempo

Un gioco di simulazione educativo. Prevedi quanto deve essere lungo un pendolo per battere il tempo, o quanto dura un'oscillazione completa, poi lascialo andare e confrontalo con il cronometro.

Moto armonico semplicePendolo

OROLOGIO A PENDOLO

Pendolo che batte il secondo

Pronto
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Angolo nel tempoPendoloLa tua previsioneRiferimento
PeriodoT = 2π·√(L ÷ g)

Tempo

0.00 s

t

Lunghezza

— m

L

Periodo

— s

T = 2π·√(L ÷ g)

Oscillazioni complete

—

n = t ÷ T

Angolo

— °

θ = θ₀·cos(2π·t ÷ T)

Prevedi prima di avviare

Scrivi la tua previsione per appendere il pendolo. Avvia resta disattivato finché non c'è una risposta.

Prevedi il battito del pendolo.

Punteggio della missione—

Ogni risposta deve essere entro il 2%: ognuna vale 100 punti. Indovinarla alla prima prova aggiunge 50 punti. Una prova conta appena comincia.

✓ Risposta giusta① Al primo colpo

Come si gioca a L'orologio a pendolo

  1. Scegli una prova e leggi la lunghezza, il periodo o g sulla scheda.
  2. Un pendolo che oscilla con un piccolo angolo ha un periodo T = 2π·√(L ÷ g): contano solo la lunghezza e g.
  3. Scrivi la tua previsione e premi Avvia. Una prova sul periodo dura un'oscillazione completa; una prova sulla lunghezza dura il periodo che il pendolo dovrebbe avere.
  4. Guarda il grafico e il fantasma: se la tua risposta è giusta, il pendolo torna al punto di partenza esattamente quando finisce la prova.

Che cosa fissa il battito di un pendolo?

Sposta un pendolo di lato e la gravità lo riporta verso il basso, tanto più forte quanto più è spostato: per piccoli angoli la forza è proporzionale alla distanza, che è esattamente la condizione per il moto armonico semplice. La massa allora oscilla avanti e indietro con un ritmo costante, θ = θ₀·cos(2π·t ÷ T), e il periodo è T = 2π·√(L ÷ g). In quella formula si nascondono tre sorprese. L'ampiezza dell'oscillazione non conta, purché resti piccola: per questo Galileo poté usare un pendolo per misurare il tempo. Nemmeno la massa conta: una massa più pesante è tirata più forte, ma è altrettanto più difficile da accelerare. E il periodo va con la radice quadrata della lunghezza, quindi per raddoppiarlo serve una lunghezza quattro volte maggiore. Poiché g compare nella formula, un pendolo misura anche la gravità: sulla Luna, dove g è un sesto di quella terrestre, lo stesso pendolo oscilla circa 2,5 volte più lentamente.

Un modello di apprendimento mirato

Il filo è leggero e inestensibile, la massa è piccola e non ci sono resistenza dell'aria né attrito. La massa viene lasciata a 10° dal basso, abbastanza poco perché valga T = 2π·√(L ÷ g). Quando si chiede un periodo, la prova dura un'oscillazione completa del pendolo; quando si chiede una lunghezza, il tuo pendolo oscilla per il periodo che dovrebbe avere, quindi una risposta giusta finisce esattamente dove è cominciata. Le lunghezze sono in scala fino a 1,55 m. Le risposte entro il 2% sono giuste. g = 9,8 m/s² sulla Terra e 1,62 m/s² sulla Luna. Si svolge in tempo reale.

Cambiando lingua mantieni prova, previsione, tentativi e svolgimento.