Moto oscillatorio smorzato
Smorzamento critico

La simulazione visualizza il moto di un pendolo semplice in un mezzo viscoso e mostra l'andamento temporale della posizione angolare e dell'energia cinetica, potenziale e totale del pendolo in condizioni di smorzamento critico.

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Fig. 1 Un esempio di un oscillatore smorzato. Il mezzo viscoso in cui simuove il pendolo è simboleggiato dal tratteggio in rosso.

Equazione del moto armonico smorzato

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per un pendolo semplice

m = massa dell'oscillatore, t = vita media dell'oscillatore
l = lunghezza del pendolo, g = accelerazione di gravità

Soluzione dell'equazione differenziale valida per piccoli angoli


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B e C sono le costanti di integrazione dell'equazione del moto oscillatorio smorzato, ricavabili imponendo le costanti iniziali

moto smorzato critico 1.gif (3106 byte)t


Fig. 2 Dipendenza temporale della posizone angolare in un oscillatore a smorzamento critico ( Il pendolo parte dalla posizione angolare   iniziale q > 0 con velocità nulla).


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Fig. 3 Energia cinetica, E, di un oscillatore a smorzamento critico

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Fig. 5 Energia potenziale  gravitazionale, U, di un oscillatore a smorzamento critico

 

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Fig. 5 Energia totale, H, somma dell'energia cinetica, E, e dell'energia potenziale, U, di un oscillatore a smorzamento critico
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File scaricabile: Oscillatore armonico smorzato (*.IP)

(per scaricare: tasto MAIUSCOLO+CLIC pulsante sinistro del mouse)

Moto Sovrasmorzato

La simulazione visualizza il moto di un pendolo semplice in un mezzo viscoso e mostra l'andamento temporale della posizione angolare e dell'energia cinetica, potenziale e totale del pendolo in condizioni di sovra smorzamento.

sovrasmorzato.gif (2997 byte) Fig. 4

Equazione del moto armonico smorzato

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per un pendolo semplice

Soluzione dell'equazione differenziale valida per piccoli angoli

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D ed E sono costanti di integrazione arbitrarie che sono legate alle condizioni iniziali del moto

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sovrasmorzato 1.gif (3082 byte)t

Fig. 5 Dipendenza temporale della posizione angolare ( Il pendolo parte dalla posizione angolare  iniziale q > 0 con velocità nulla).

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Fig. 6 confronto fra la risposta di un oscillatore a smorzamento critico con uno sovrasmorzato. Le condizioni iniziali di entrambi gli oscillatori sono identiche: stessa posizione iniziale e velocità iniziale nulla.

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Fig. 7 dipendenza temporale dell'energia potenziale gravitazionale, di un oscillatore sovrasmorzato.

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Fig. 8 dipendenza temporale dell'energia potenziale gravitazionale, di un oscillatore sovrasmorzato.

moto sovrasmorzato H.gif (2983 byte)
Fig. 9 dipendenza temporale dell'energia totale, H,  di un oscillatore sovrasmorzato (H= E +U, E = Energia cinetica, U = energia potenziale ).
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File scaricabile: Oscillatore armonico smorzato (*.IP)

(per scaricare: tasto MAIUSCOLO+CLIC pulsante sinistro del mouse)