^^Pendolo fisico nel caso di cilindro appeso al centro della base, ad un filo ininfluente.

R la lunghezza del filo

L la lunghezza-altezza del cilindro

k = L/R

In quanto pendolo fisico

  I
T = 2π
  k
    I momento d'inerzia del corpo.

k costante del momento torcente M = -k*β

Il momento delle forze

La forza

La forza agente e' il peso distribuito, equivalente al peso totale applicato nel baricentro.

P = mg

 

O-----------A====B   
 RRRRRRRRRRR HHHH
 

Il braccio della forza

b = R+L/2 = R(1+k/2)

Il momento torcente del braccio-forza

M = bFsen(β) =  - R(1+k/2)mgβ

β angolo(b;F)

sen(β) = β per piccoli angoli

Momento di inerzia

mR2(1+k+k2/3)

In totale

T = 2π√(I/K)= 2π√( mR2(1+k+k2/3) / (R(1+k/2)mg) )

= 2π√( R(1+k+k2/3) / ((1+k/2)g) )

 

= 2π√(R/g)√( (1+k+k2/3) / (1+k/2) )

Nomenclatura diversa

 
             HHHH
O-----------A====B   
 RRRRRRRRRRRRRR
 

Il braccio della forza

b = R

Il momento torcente del braccio-forza

M = bFsen(β) =  - Rmgβ

β angolo(b;F)

sen(β) = β per piccoli angoli

Momento di inerzia

mR2(1+k2/12)

In totale

T = 2π√(I/K)= 2π√( mR2(1+k2/12) / (Rmg) )

= 2π√( R(1+k+k2/3) / (1+k/2)g )

 

= 2π√(R/g)√(1+k2/12)

Calcolo dell'errore usando la formula approssimata del pendolo semplice

TA = 2π√(R/g)  periodo approssimato

T= 2π√(R/g)√(1+k2/12)   periodo esatto

 

T/TA = √(1+k2/12)

 

il periodo esatto intuitivamente e' un periodo leggermente piu' lungo di quello approssimato calcolato con la formula del pendolo semplice

 

Usando l'approssimazione  √(1+x) = 1+x/2

√(1+k2/12) = (1+k2/24)

D% = (k2/24)*100 =  k2*4

Links

Momento d'inerzia. Segmento che giace su un raggio di rotazione, ma staccato dal centro.