24 Pendolo di inerzia di Maxwell
n. 753 / 1934 - £ 90,00 ( Vol. IV n. 5247 )
408x260x668 - Costruito in economia
Maxwell’s inertia pendulum
The device puts in evidence, through the analysis of the motion of a rigit body, the trasformations among the forms of mechanic energy. The name “pendulum” is given because of the recurrence of the motion. A play version of this devince is the yo-yo.
Il dispositivo consiste in un volano di acciaio che tramite due fili della stessa lunghezza è sospeso, per il suo asse, ad un sostegno in ferro, fissato ad un piedistallo in legno.
Se si solleva il volano, avvolgendo i fili in uno stesso verso sul suo asse, in modo da mantenerlo orizzontale, e lo si lascia poi libero, esso discende e risale diverse volte muovendosi di moto rototraslatorio, in quanto possiede energia meccanica in continua trasformazione tra energia potenziale gravitazionale, che dipende dall’altezza, ed energia cinetica, che dipende dal movimento.
Mentre il disco discende lentamente acquista una piccola quantità di energia cinetica di traslazione, il rapido moto rotatorio determina invece l’acquisizione di una grande energia cinetica di rotazione. Per quanto riguarda la conservazione dell’energia meccanica, in relazione alle trasformazioni energetiche subite dal pendolo, il punto critico si ha nella posizione più bassa assunta dal centro di massa del disco stesso, dopo che i fili si sono completamente svolti. La velocità del centro di massa in tale punto, infatti, cambia di verso non tanto per il moto di rotazione, dato che il volano continua a ruotare nello stesso verso, quanto per il moto di traslazione che causa una perdita di energia cinetica nell’istante dell’inversione. Per ridurre tale perdita occorre far sì che l’energia cinetica di traslazione sia in ogni istante di gran lunga minore rispetto a quella di rotazione e per ottenere questo bisogna intervenire sulla posizione della massa rotante rispetto al suo asse di rotazione, da cui la forma del dispositivo. Se non vi fossero attriti, il volano tornerebbe al livello di partenza e il moto continuerebbe indefinitamente con andamento periodico, ciò giustifica il nome di pendolo dato all’apparecchio.
Questo dispositivo, ideato dal fisico scozzese J.C.Maxwell (1831-1879), può, in didattica, servire per evidenziare l’inerzia dei corpi in moto, ma soprattutto permette lo studio delle trasformazioni tra le varie forme dell’energia meccanica.
Una versione ludica del pendolo di inerzia si è avuta nel corso del tempo nello yo-yo.
