Forza esercitata dal pendolo sul filo
Ciao raga ! mi sono impantanato sul pendolo chi mi aiuta ?
Un pendolo di massa m oscilla a una distanza l dal suo vincolo ,un classico pendolo insomma. Viene messo in movimento da un motore elettrico con una certa frequenza f percio' il pendolo compie sempre determinate oscillazioni sempre con lo stesso angolo 40°.
Conoscendo :
L'ampiezza delle oscillazioni 40°
la frequenza delle oscillazioni f ( Hz )
la massa del pendolo m ( Kg )
la lunghezza del filo l (m)
Dato che il pendolo e' mosso da un motore elettrico supponete che la forza di gravita' sia uguale 0
Vorrei sapere quanta forza ( N ) esercita il pendolo sul filo che lo trattiene e quanta forza dovrei esercitare sulla massa in moto se volessi bloccarne la corsa al termine di ogni oscillazione !
spero di essere stato chiaro ,nel frattempo grazie !
Un pendolo di massa m oscilla a una distanza l dal suo vincolo ,un classico pendolo insomma. Viene messo in movimento da un motore elettrico con una certa frequenza f percio' il pendolo compie sempre determinate oscillazioni sempre con lo stesso angolo 40°.
Conoscendo :
L'ampiezza delle oscillazioni 40°
la frequenza delle oscillazioni f ( Hz )
la massa del pendolo m ( Kg )
la lunghezza del filo l (m)
Dato che il pendolo e' mosso da un motore elettrico supponete che la forza di gravita' sia uguale 0
Vorrei sapere quanta forza ( N ) esercita il pendolo sul filo che lo trattiene e quanta forza dovrei esercitare sulla massa in moto se volessi bloccarne la corsa al termine di ogni oscillazione !
spero di essere stato chiaro ,nel frattempo grazie !
Risposte
Non puoi prescindere dalla gravità, alrimenti non è un pendolo.
Negli orologi a pendolo il "motore" (ovvero il meccanismo che sfrutta l'energia potenziale fornita dai pesi dell'orologio) serve solo a compensare gli attriti, ma il pendolo è mosso sempre dalla gravità.
Negli orologi a pendolo il "motore" (ovvero il meccanismo che sfrutta l'energia potenziale fornita dai pesi dell'orologio) serve solo a compensare gli attriti, ma il pendolo è mosso sempre dalla gravità.
non lo specificato ,ma il pendolo che ho costruito viene messo in moto solo dal motore elettrico ed e' fatto per funzionare in diverse posizioni anche in orizzontale quindi la gravita' non influisce se sta lavorando in questa posizione ,con il pendolo in posizione orizzontale come si trovano le risposte alle domande sopra citate ?
help me ,falco !
help me ,falco !
Ah ma allora sei un inventore!
Se il pendolo si muove in orizzontale servirebbe qualche dettaglio in più per capire la sua dinamica.
Ad ogni modo se si muove come un pendolo verticale, cioè con legge oraria sinusoidale, la trazione massima (orizzontale) sul "filo" che lo tiene è dovuta alla forza centrifuga nel punto di massima velocità, cioè quello centrale.
Se la legge del moto è [tex]\theta \left( t \right) = {\theta _0}\sin \left( {2\pi ft} \right)[/tex] (dove [tex]f[/tex] è la frequenza e [tex]{\theta _0}[/tex] l'ampiezza), sul punto di massima velocità la velocità angolare è [tex]{{\dot \theta }_{\max }} = 2\pi f{\theta _0}[/tex], dunque moltiplicando il quadrato di questa per la lunghezza del pendolo e per la massa otteniamo la trazione massima [tex]{F_{\max }} = 4{\pi ^2}{f^2}{\theta _0}^2mL[/tex].
Al termine di ogni oscillazione c'è un momento di fermo, la velocità passa per lo zero, dunque non c'è energia cinetica sulla massa né trazione del filo, per cui per fermare la massa in questo istante non serve alcuna forza. Casomai ne servirebbe per farla ripartire. Però non so se c'è una molla di richiamo o qualcosa del genere, perché in questo caso la forza che serve a fermare la massa è esattamente uguale e contraria a quella della molla di richiamo....
Insomma se non so come è fatto questo misterioso pendolo più di così non ti posso dire.
Se il pendolo si muove in orizzontale servirebbe qualche dettaglio in più per capire la sua dinamica.
Ad ogni modo se si muove come un pendolo verticale, cioè con legge oraria sinusoidale, la trazione massima (orizzontale) sul "filo" che lo tiene è dovuta alla forza centrifuga nel punto di massima velocità, cioè quello centrale.
Se la legge del moto è [tex]\theta \left( t \right) = {\theta _0}\sin \left( {2\pi ft} \right)[/tex] (dove [tex]f[/tex] è la frequenza e [tex]{\theta _0}[/tex] l'ampiezza), sul punto di massima velocità la velocità angolare è [tex]{{\dot \theta }_{\max }} = 2\pi f{\theta _0}[/tex], dunque moltiplicando il quadrato di questa per la lunghezza del pendolo e per la massa otteniamo la trazione massima [tex]{F_{\max }} = 4{\pi ^2}{f^2}{\theta _0}^2mL[/tex].
Al termine di ogni oscillazione c'è un momento di fermo, la velocità passa per lo zero, dunque non c'è energia cinetica sulla massa né trazione del filo, per cui per fermare la massa in questo istante non serve alcuna forza. Casomai ne servirebbe per farla ripartire. Però non so se c'è una molla di richiamo o qualcosa del genere, perché in questo caso la forza che serve a fermare la massa è esattamente uguale e contraria a quella della molla di richiamo....
Insomma se non so come è fatto questo misterioso pendolo più di così non ti posso dire.
mi recluto piu' un hobbista inventore con la mania di testare marchingegni strani per strane finalita di ricerca, insomma non voglio scoprire l'acqua calda ,ma un nuovo modo di utilizzarla .
il moto del pendolo e' totalmente affidato al motore elettrico ,non ci sono molle di richiamo ,e' il motore che fa lo sforzo meccanico per far riniziare una nuova oscillazione ogni volta.
nell'ultima formula che hai scritto e' corretto scrivere l'ampiezza massima delle mie oscillazioni 40 espressa in gradi
esempio : Fmax = 4* (3.14*3.14)*(f*f)*(40*40)* 0.5 * 2 ( 0.5 massa del pendolo escluso il filo - 2 m distanza del pendolo dal suo fulcro )
E? CORRETTO ?
ps . sei sempre er meglio nun c'e sta gnente da fa'
il moto del pendolo e' totalmente affidato al motore elettrico ,non ci sono molle di richiamo ,e' il motore che fa lo sforzo meccanico per far riniziare una nuova oscillazione ogni volta.
nell'ultima formula che hai scritto e' corretto scrivere l'ampiezza massima delle mie oscillazioni 40 espressa in gradi
esempio : Fmax = 4* (3.14*3.14)*(f*f)*(40*40)* 0.5 * 2 ( 0.5 massa del pendolo escluso il filo - 2 m distanza del pendolo dal suo fulcro )
E? CORRETTO ?
ps . sei sempre er meglio nun c'e sta gnente da fa'
"Falco5x":
Se la legge del moto è [tex]\theta \left( t \right) = {\theta _0}\sin \left( {2\pi ft} \right)[/tex] (dove [tex]f[/tex] è la frequenza e [tex]{\theta _0}[/tex] l'ampiezza), sul punto di massima velocità
Non ho capito molto (diciamo pure nulla) di come sarebbe fatto questo pendolo....
Comunque la legge che ha scritto Falco che ho riportato qui sopra vale per un pendolo "classico" che compie piccole oscillazioni (certamente di molto inferiori ai 10°) nel caso in oggetto con oscillazioni di 40° non sarebbe valida, ma parlo di un pendolo normale però... Se non c'è una molla di richiamo non è chiaro come il pendolo oscilli, per scrivere una formula oraria occorrerebbe sapere qualcosa in più su come è fatto questo misterioso oggetto.
Per il calcolo della trazione occorrerebbe calcolare la velocità usando una formula che sia corretta....
"Faussone":
per scrivere una formula oraria occorrerebbe sapere qualcosa in più su come è fatto questo misterioso oggetto.
Per il calcolo della trazione occorrerebbe calcolare la velocità usando una formula che sia corretta....
Mica possiamo pretendere che l'inventore si sbilanci troppo, altrimenti gli soffiamo l'idea no?
"Faussone":
Piuttosto che "piuttosto che... piuttosto che.... " usa "," e "o"!
E di quelli che dicono "assolutamente" che ne pensi?
Non e' che voglio celare i miei segreti e' che pensavo di essere stato chiaro :
non ci sono meccanismi di richiamo ,niente molle ,fa tutto il motore elttrico con la dovuta elettronica ,il motore elettrico a abbastanza forza per far compiere al pendolo oscillazioni di 40 ° con una determinata frequenza.
che ne dite della mia formula ,la butto cosi ,ma non ne sono convinto :
Fmax = m * l * sin 40° * f
m= massa pendolo
l = lunghezza dal suo fulcro
f = frequenza delle oscillazioni
40= ampiezza massima delle oscillazioni
che ne dite ?
non ci sono meccanismi di richiamo ,niente molle ,fa tutto il motore elttrico con la dovuta elettronica ,il motore elettrico a abbastanza forza per far compiere al pendolo oscillazioni di 40 ° con una determinata frequenza.
che ne dite della mia formula ,la butto cosi ,ma non ne sono convinto :
Fmax = m * l * sin 40° * f
m= massa pendolo
l = lunghezza dal suo fulcro
f = frequenza delle oscillazioni
40= ampiezza massima delle oscillazioni
che ne dite ?
"zacka":
che ne dite della mia formula ,la butto cosi ,ma non ne sono convinto :
Fmax = m * l * sin 40° * f
m= massa pendolo
l = lunghezza dal suo fulcro
f = frequenza delle oscillazioni
40= ampiezza massima delle oscillazioni
che ne dite ?
Non ne vedo la logica; in mancanza di altre informazioni ti riconfermo la formula che avevo messo io.
se uso la tua formula con i seguenti dati :
m= 0.5
l= 2 m
f= 2 hz
ampiezza =40°
ottengo una forza che trae il filo pari a 51 tonnellate ,a me sembrano un po' troppe !
Riguardo a come e' fatto il mio pendolo bon ve lo ridiscrivo nudo e crudo:
sull'albero di un motore elettrico ,fissato a un carrello in grado di spostarsi avanti e indietro ,vi e' fissata una barretta di metallo lunga 2 m che termina con un peso di massa 0.5 Kg ,il motore fa compiere al peso oscillazioni di 40° di ampiezza con una frequenza di 2Hz .Ogni volta che il peso compie un'oscillazione pone in trazione la barretta di metallo con una certa forza,a quando corrisponde ?
Ora ,mi pare anche di vedervi ,prima che le vostre meningi incomincino a fumare di brutto ,dimenticatevi,ignorate,cancelate cose tipo : gravita',attriti,cosa ferma il peso ogni volta che termina una oscillazione,molle ,paracolpi ,marchingegni strani,ecc.
gazie ,zacka
m= 0.5
l= 2 m
f= 2 hz
ampiezza =40°
ottengo una forza che trae il filo pari a 51 tonnellate ,a me sembrano un po' troppe !
Riguardo a come e' fatto il mio pendolo bon ve lo ridiscrivo nudo e crudo:
sull'albero di un motore elettrico ,fissato a un carrello in grado di spostarsi avanti e indietro ,vi e' fissata una barretta di metallo lunga 2 m che termina con un peso di massa 0.5 Kg ,il motore fa compiere al peso oscillazioni di 40° di ampiezza con una frequenza di 2Hz .Ogni volta che il peso compie un'oscillazione pone in trazione la barretta di metallo con una certa forza,a quando corrisponde ?
Ora ,mi pare anche di vedervi ,prima che le vostre meningi incomincino a fumare di brutto ,dimenticatevi,ignorate,cancelate cose tipo : gravita',attriti,cosa ferma il peso ogni volta che termina una oscillazione,molle ,paracolpi ,marchingegni strani,ecc.
gazie ,zacka
"zacka":
se uso la tua formula con i seguenti dati :
m= 0.5
l= 2 m
f= 2 hz
ampiezza =40°
ottengo una forza che trae il filo pari a 51 tonnellate ,a me sembrano un po' troppe !
Ma che dici!!!???
La formula è [tex]{F_{\max }} = 4{\pi ^2}{f^2}{\theta _0}^2mL[/tex].
Mettendo i numeri ottengo [tex]4 \cdot 9,87 \cdot 4 \cdot 0,487 \cdot 0,5 \cdot 2 \simeq 77N[/tex]
Una forza che puoi esercitare con una mano sola!
sicuramente questo non ti piacera' ma te lo devo domandare lo stesso
0.487 come cavolo e' saltato fuori,mi illustri il calcolo che hai fatto per piacere ?,si me lo ai gia' spiegato precedentemente ma non lo' capito.
0.487 come cavolo e' saltato fuori,mi illustri il calcolo che hai fatto per piacere ?,si me lo ai gia' spiegato precedentemente ma non lo' capito.
"zacka":
sicuramente questo non ti piacera' ma te lo devo domandare lo stesso
0.487 come cavolo e' saltato fuori,mi illustri il calcolo che hai fatto per piacere ?,si me lo ai gia' spiegato precedentemente ma non lo' capito.
[size=150]Suvvia zacka![/size]
[tex]\begin{array}{l}
{\theta _0} = 40^\circ = 0,698rad \\
{\theta _0}^2 = {0,698^2} = 0,487 \\
\end{array}[/tex]
"zacka":
....,si me lo ai gia' spiegato precedentemente ma non lo' capito.
ai ... hai .... ahi ahi ahi ahi ......
lo' .... l'ho .... loh!
l'italiano questo sconosciuto!
ma por... non mi e' venuto in mente di trasformare i gradi i radianti ,che testa di caciucco,grazie falco adesso tutto quadra
comunque ti pareva se non mi beccava quello che mi spulcia la grammatica ,percio' inorridisci microFN :
o mangiato i spaghetti a pranzo
siamo tutti degli scienziati in fondo
un'amico mi a regalato un cuadro da appendere in qhiesa
beccati questa tortura GRAMATICALE cosi impari a dare risposte di fisica non di GRAMATICA
CIAO A TUTTI ,E GRAZIE
comunque ti pareva se non mi beccava quello che mi spulcia la grammatica ,percio' inorridisci microFN :
o mangiato i spaghetti a pranzo
siamo tutti degli scienziati in fondo
un'amico mi a regalato un cuadro da appendere in qhiesa
beccati questa tortura GRAMATICALE cosi impari a dare risposte di fisica non di GRAMATICA
CIAO A TUTTI ,E GRAZIE
"zacka":
..........
comunque ti pareva se non mi beccava quello che mi spulcia la grammatica
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pulci?
A me quel tipo di sfondoni mi sono sembrati grossi come elefanti!La Fisica è anche rigore e il modo di esprimersi è una necessità se si vogliono formulare 'idee chiare e distinte'.
Se invece vogliamo scherzare, allora scherziamo pure anche con la grammatica e con la fisica. Magari però prima lo dichiariamo....
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