Apparecchio per urti elastici o pendolo di Newton

Scheda rielaborata dal dott. Fabio Panfili.

Immagine da Lab2go

Numero di Inventario	34
Nome dello strumento	Apparecchio per urti elastici

Dati scientifici

Epoca	-
Costruttore	-
Dimensioni (in mm.)	600 x 300 x 300
Materiali (legno, metallo, vetro, plastica, gomma, ecc.)	legno, fili di nylon
Descrizione	Una base circolare sostiene un'asta verticale che a sua volta porta un'asta orizzontale a cui sono appese, mediante fili di nylon (sicuramente mesi al posto dei fili originali), 6 sfere dello stesso diametro e della stessa massa. Tutta la struttura è di legno.
Funzionamento	Se le sfere sono a contatto sulla stessa linea orizzontale, si possono muovere sul piano verticale individuato da tale linea. Inoltre, se sono ben allineate, si ottengono urti centrali in rapida successione. Sempre tenendo presente che gli urti reali non sono perfettamente elastici, il pendolo di Newton consente di dare un'idea sulla conservazione della quantità di moto, la conservazione dell'energia meccanica e mostra gli urti (quasi) elastici. La prima sfera, colpendo la seconda con una velocità v, trasferisce quasi tutta la sua velocità alla seconda (dato che hanno la stessa massa). A sua volta, la seconda trasmette la velocità alla terza, e così via sino all'ultima. Questa si mette in moto quasi con la stessa velocità che aveva la prima. Quando l'ultima sfera viene colpita, essa inizia a muoversi con una velocità un po' minore della velocità v che aveva la prima sfera; si solleva, rallentando, sino a fermarsi ad una certa altezza. La sua energia cinetica si è trasformata quasi interamente in energia potenziale gravitazionale. Quindi riprende il suo moto invertendo il cammino: la sua energia potenziale si ritrasforma in energia cinetica. A questo punto l'ultima sfera trasferisce, tramite le sfere centrali, una velocità alla prima sfera che è visibilmente minore di quella iniziale. Quello che si osserva è che tra la prima sfera e l'ultima ci sono delle altre sfere che che trasmettono per urti successivi la quantità di moto e l'energia cinetica, le quali diminuiscono nel tempo. Chi non ha mai visto il pendolo in funzione resta sorpreso dal fatto che se si prendono inizialmente due sfere alla fine partono due sfere. Questo dimostra che gli urti tra le sfere intermedie sono successivi; se fossero come un corpo rigido dovrebbe accadere che l'ultima sfera si muoverebbe con velocità quasi doppia, secondo la teoria dell'urto elastico. Ovviamente lo stesso accade con tre sfere prese insieme inizialmente: partono le tre sfere finali e il ciclo si ripete rallentando nel tempo fino a fermarsi.
Cenno storico	Il pendolo di Newton aiutò a comprendere le leggi dell'urto elastico prima che venissero enunciati i principi della dinamica. Newton non ebbe niente a che fare con l'ideazione di questo dispositivo che fu costruito da Robert Hooke e fu da lui utilizzato per dimostrazioni nelle riunioni della Royal Society nel novembre del 1666.
Bibliografia	-
Eventuale iscrizione	-
Inventore	Robert Hooke nel 1666.

Dati storici

Data di entrata	Prima metà del '900
Inventario	35
Vecchi numeri di inventario	102
Donato - comperato - provenienza	comperato

Dati relativi al restauro

Stato di conservazione	buono
Descrizione interventi effettuati	I fili di nylon non sono certo originali.
Nome restauratore	-
Osservazioni - Utilizzazione per la didattica	Veniva usato per dimostrare che l’energia cinetica viene conservata solamente in alcuni urti, detti elastici.

Dati relativi alla conservazione

Armadio	2
Ripiano	3
Scheda tecnica del produttore	-
Collocazione	-

Sitografia

Link	Descrizione
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