Pendolo reversibile di Kater della ditta Leybold.
Detto anche pendolo geodetico poiché serve per misurare l`accelerazione di gravità locale.
Matricola N° 346 11, made in Germany.
Nell`inventario D del 1956, in data 6 maggio 1964, al n° 3737 si legge: “Pendolo reversibile su treppiede”.
Questo pendolo fisico è reversibile nel senso che può oscillare rispetto a due “punti” diversi costituiti dai due coltelli di sospensione posti lungo l`asta con il fulcro a V, situato in alto sul sostegno.
La lunghezza dell`asta è di 1,625 m; la distanza tra i coltelli è di 0,95 m; le due masse scorrono lungo l`asta e possono essere fermate per mezzo di una vite in qualunque posizione: una massa reca la scritta 1000 g e il N° 346 11, mentre l`altra è di 1400 g.
Sull’asta i due coltelli di acciaio temperato sono in posizione simmetrica rispetto al centro. Per mezzo di essi il pendolo può essere sospeso su di un piano di acciaio duro (con il fulcro a V) sistemato all’estremità superiore di un pesante stativo con piedi regolabili. Lo strumento è realizzato in maniera tale che i centri di massa delle varie parti costituenti siano allineati su di una retta, intersecante gli assi definiti dai coltelli. In tale modo l’oscillazione del pendolo può essere confinata (nei limiti sperimentali) ad un piano verticale, ortogonale all’asse orizzontale di rotazione e passante per il centro di massa del sistema.
Il procedimento è il seguente: si misura il periodo T del pendolo appeso ad un coltello e con le masse in una certa posizione; poi si rovescia il pendolo e si ripete la misura di T; quindi si confrontano i valori dei due periodi; poi si spostano le masse per tentativi successivi fino ad ottenere l`uguaglianza dei due periodi (nei limiti degli errori sperimentali).
Si tenga presente che il pendolo si muove di moto armonico solo per oscillazioni di piccola ampiezza (dell`ordine di 10°) per le quali dunque vale la legge del periodo che sarà usata.
Al solito, per avere una buona misura di T si consiglia di misurare il tempo di almeno 20 oscillazioni complete e di dividere il tempo ottenuto per 20; in tal modo si diminuisce l`errore dovuto ai riflessi di chi cronometra.
Per determinare il valore dell`accelerazione di gravità g, una volta raggiunta l`eguaglianza tra i due periodi rispetto ai due coltelli di sospensione, si usa la formula
g = 4 π ² l / T ².
Dove l è la distanza tra i due coltelli.
La teoria che mostra la validità di questo motodo è piuttosto complessa e non è questa la sede per illustrarla; si tenga conto comunque che altre fonti di errore sono: la temperatura che influenza la lunghezza fra i coltelli, l`attrito tra questi e la sospensione, e l`effetto dell`aria che rallenta il moto.
Il pendolo reversibile fu ideato dall` ingegnere francese Gaspard Claire François Marie Riche barone di Prony (1755 – 1839), ma le esperienze furono realizzate dal geodeta inglese Henry Kater (1777 – 1835) che mostrò come il valore dell`accelerazione di gravità diminuisce dai poli all`equatore.
Per chi desidera approfondire gli argomenti trattati, si consiglia di leggere una esauriente spiegazione al seguente indirizzo:
https://www.fisica.uniud.it/~santi/didattica/kater.htm
Foto di Claudio Profumieri. elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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