Che cos'è la fisica del pendolo?
La fisica del pendolo viene utilizzata per descrivere il movimento oscillatorio di un pendolo causato dalla gravità. Per creare un pendolo, un peso, chiamato bob, è appeso a un punto fisso, chiamato perno. Tirando indietro il pendolo e lasciandolo andare, oscillerà avanti e indietro a causa della forza di gravità e della tensione lungo la corda o il filo da cui pende il peso. Il movimento continua a causa dell'inerzia.
Secondo la legge di base dell'inerzia, indipendentemente dal fatto che un corpo sia a riposo o in movimento, continuerà in quello stato a meno che non venga agito da una forza esterna. Nel caso della fisica del pendolo, il pendolo continuerà a oscillare a meno che una forza esterna agisca per fermarlo. Poiché nessuna forza esterna sta agendo su di essa, può continuare a oscillare indefinitamente attraverso lo stesso arco.
L'azione di un pendolo è un buon esempio di conservazione dell'energia meccanica. Questa legge della fisica afferma che l'energia all'interno di un sistema rimane sempre costante. In altre parole, la somma dell'energia è sempre la stessa e l'energia non può essere creata o distrutta. Esistono molti diversi tipi di stati energetici in cui può trovarsi un oggetto, come cinetico, potenziale, chimico, nucleare e termico. Gli stati energetici potenziali e cinetici o in movimento sono quelli che vengono misurati e osservati nella fisica del pendolo.
Quando un pendolo oscilla, il suo stato di energia cambia in base a dove si trova l'arco, ma ciò che rimane lo stesso è la somma totale del potenziale del bob e dell'energia cinetica - in altre parole, l'energia viene conservata. Nel punto più alto del pendolo, non ha velocità e tutta l'energia nel sistema è potenziale. Mentre cade attraverso l'arco, il bob guadagna velocità ed energia cinetica mentre perde energia potenziale. Una volta che passa attraverso il fondo dell'arco, inizia a rallentare e perde energia cinetica mentre guadagna altezza e energia potenziale. Sebbene l'energia cinetica e potenziale vari, le misurazioni della fisica del pendolo mostrano che il totale rimane lo stesso in tutti i punti dell'arco del pendolo.
Nella fisica del pendolo, la resistenza all'aria e l'attrito sono considerati inesistenti sul bob. Poiché l'energia di un sistema a pendolo viene conservata, si dice che abbia un moto perpetuo, che può continuare indefinitamente fintanto che non si perde energia ad altri oggetti o dintorni. Il fatto che un pendolo continui a oscillare nello stesso modo nel tempo è il motivo per cui è stato utilizzato negli orologi per mantenere il tempo e inizialmente è stato utilizzato per misurare la forza gravitazionale.