Differenza tra pendolo semplice e pendolo composto

Differenza principale - Pendolo semplice rispetto al pendolo composto

UN pendolo consiste in un oggetto sospeso lungo un asse in modo che sia in grado di spostarsi avanti e indietro liberamente. A seconda della forma del pendolo, un pendolo potrebbe essere classificato come a semplice pendolo o a pendolo composto (pendolo fisico). Il differenza principale tra pendolo semplice e pendolo composto è quello, in un pendolo semplice, la distanza tra il centro di gravità del corpo sospeso e l'asse di sospensione è grande rispetto alle dimensioni del corpo sospeso mentre, in un pendolo composto, le dimensioni del corpo sospeso sono paragonabili alla distanza tra il centro di gravità del corpo e l'asse di sospensione. Non esiste una definizione chiara per distinguere tra un pendolo semplice e un pendolo composto, tuttavia, questa è una distinzione piuttosto qualitativa.

Cos'è un semplice pendolo

Come accennato in precedenza, in un semplice pendolo le dimensioni dell'oggetto in sospensione sono significativamente inferiori rispetto alla distanza dal centro di gravità dell'oggetto rispetto all'asse di sospensione. Questo ci permette di trattare la massa come se fosse un singolo punto. Assumiamo anche che la "corda" che sospende il corpo sia inelastica e senza massa. La figura seguente illustra un semplice pendolo:

Un semplice pendolo

Prendiamo la lunghezza  essere la distanza dall'asse di sospensione al centro di gravità del corpo (il corpo in movimento in un semplice pendolo viene spesso chiamato "bob"). Quindi, se permettiamo al bob di oscillare avanti e indietro con a piccolo angolo  , allora possiamo mostrare che il corpo oscilla con un punto  dato da:

Notare la periodo è il tempo che il corpo impiega per completare uno swing completo.  è l'accelerazione dovuta alla gravità, con .

Cos'è un pendolo composto

In un pendolo composto, la distanza tra il centro di gravità del corpo oscillante e l'asse di sospensione è paragonabile alle dimensioni del corpo. La figura seguente illustra un pendolo composto:

Un pendolo composto

Il corpo è sospeso in alto. Qui, il punto contrassegnato da un punto è il centro di gravità e la lunghezza  è la distanza tra il centro di gravità e l'asse di sospensione. Per un pendolo composto che oscilla con un angolo piccolo, può essere mostrato che il periodo  con cui oscilla è data da:

Qui,  è il momento di inerzia del corpo attorno all'asse di rotazione.  si riferisce alla massa del corpo.

Differenza tra pendolo semplice e pendolo composto

Descrizione

In un semplice pendolo, la massa oscillante ha dimensioni molto più piccole della distanza tra l'asse di sospensione e il centro di gravità.

In un pendolo composto, la massa oscillante ha dimensioni paragonabili alla distanza tra l'asse di sospensione e il suo centro di gravità.

Determinazione del periodo

In un semplice pendolo, l'unica proprietà fisica del pendolo che influenza il suo periodo è la sua lunghezza. La massa dell'oggetto non influisce sul periodo.

In un pendolo composto, la massa dell'oggetto e il modo in cui viene distribuita tale massa giocano entrambi un ruolo nel determinare il periodo.

Cortesia dell'immagine

"Pendolo semplice" di F = q (E + v ^ B) (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Pendolo fisico (schema etichettato)." Di Malak, Michael (Opera propria) [Public Domain], tramite Wikimedia Commons