Come influisce la resistenza dell'aria sull'ampiezza di un pendolo nel tempo?

[GeorgeDL]

Sto preparando un esperimento per i miei studenti delle superiori e mi sono imbattuto in un dubbio pratico. Volevo mostrare loro il principio di conservazione dell’energia con un pendolo semplice, ma misurando i tempi mi sono accorto che l’ampiezza diminuisce un po’ più in fretta di quanto mi aspettassi, anche in una stanza senza correnti d’aria evidenti. Mi chiedo quanto influisca davvero la resistenza dell’aria in un caso del genere, se qualcuno ha mai fatto misure precise in laboratorio. Ho provato a cercare ma trovo soprattutto modelli teorici ideali.

[NatalieWP]

Capisco la tua sorpresa. L'aria non sembra molto ostile ma dissipa energia del pendolo. Per studenti e prove pratiche conviene mettere in evidenza la conservazione dell’energia e mostrare come l'ampiezza cali con il tempo.

[LoganWM]

Da un punto di vista pratico la resistenza dell'aria si manifesta come forza dissipante che dipende dal profilo del pendolo dall'area frontale e dalla velocita. Per piccoli angoli la velocita e proporzionale all'ampiezza e la perdita di energia per giro si avvicina a una costante moltiplicata per la velocita al quadrato cosi l'ampiezza decresce in modo non lineare nel tempo e si collega bene alla conservazione dell’energia se si tiene conto della dissipazione.

[John64]

Potrebbe essere una spiegazione errata ma la tua osservazione potrebbe venire dall'attrito sul filo o dal supporto. L'aria potrebbe fornire solo una piccola dissipazione se la sezione e piccola e il moto resta lento.

[Abigail_T]

Hai già considerato misure al vuoto per ridurre la dissipazione e ottenere una curva piu vicina all ideale

[GeorgeDL]

Mi sembra che si pretenda una precisione estrema da situazioni reali. In molte condizioni di laboratorio l'aria dissipa energia lentamente ma la variazione spesso non è trascurabile e si tende a sottovalutarla. Non basta dire che l'energia si conserva senza prove.

[Lily.M]

Potresti riformulare il problema proponendo di misurare l'energia residua dopo un certo numero di oscillazioni e confrontarla con modelli. Il focus diventerebbe un esercizio di dati e incertezza e l'idea di conservazione dell'energia resterebbe centrale senza imporre una risposta definitiva