IL PENDOLO DI FOUCAULT

DELL’AGENZIA SPAZIALE ITALIANA

SEDE DI MATERA

Costruttore: Prof. Guido Pegna*,

Dip. Di Fisica, Univ. di Cagliari, e Labtrek S.r.l.

*pegna@unica.it

Questo pendolo introduce novità rivoluzionarie:

1. Non necessita dell’anello di Charron poco sotto il punto di sospensione del filo.

2. Non necessita del sistema per mantenere costante l’ampiezza delle oscillazioni.

3. Il trigger per il circuito di pilotaggio è generato per induzione elettromagnetica,

quindi nessun contatto meccanico, nessun complicato sistema ottico.

4. L’elettromagnete per il pilotaggio è una semplice bobina in aria.

Quindi nessun nucleo di ferro.

5. La corrente di pilotaggio è di 70 mA di picco a 12 V di alimentazione.

È possibile l’alimentazione a batteria, o ad energia solare con batteria tampone.

6. Il punto di sospensione è molto semplice: un morsetto stringe il filo di acciaio

armonico da 0,6 mm di diametro. Il pendolo può oscillare indefinitamente

senza che il filo si spezzi perché l’ampiezza delle oscillazioni è molto piccola.

7. Un semplice sistema sincronizzato da un timer a 24 h permette

ad ogni mezzanotte di far ripartire il pendolo dalla direzione

del numero 12 sulla scala di base. In questo modo il pendolo diventa un orologio.

CARATTERISTICHE:

Latitudine di Matera: α = 40° 40’ = 40,666°

Angolo di precessione del pendolo: 1giro/36,88 h

Velocità angolare zenitale della Terra a Matera: 9,761°/h

Diametro della sfera: 17 cm

Sezione maestra della sfera: S = 226 cm²

Peso della sfera (alluminio anodizzato): 8,5 Kg

Lunghezza del filo: 11,2 m (altezza soffitto 11,46 m)

Diametro del filo: 0,6 mm

Materiale del filo: acciaio armonico C85

Periodo: T = 6,7 s

Elongazione: 50 cm, ampiezza del moto armonico: A = 25 cm

Velocità massima della sfera: V_max = Aω = 25 (2π/T) cm/s = 23,4 cm/s

Coefficiente di potenza per la resistenza dell'aria R_MAT = S x V_max² = 123.000 cm⁴/s²

Diametro del piano di base 85 cm

ALTRE CARATTERISTICHE:

L’ampiezza delle oscillazioni è limitata dalle correnti di Foucault indotte

in un anello di alluminio centrato con precisione sul piano di base del pendolo.

Diametri (int-ext) dell’anello di alluminio: 50 – 59 cm.

Spessore dell’anello di alluminio: 4 mm.

Eccitazione: elettromagnetica, con impulsi a corrente costante temporizzati

e sincronizzati inviati a un elettromagnete posizionato esattamente al centro

del sistema e al di sotto del piano di base.

Uno speciale sensore segnala all’Unità di Controllo (UC) l’istante in cui la sfera

passa sulla verticale del centro del piano di base.

L’UC reagisce inviando dopo un tempo determinato un impulso di corrente

all’elettromagnete.

Intensità della corrente costante di impulso: intorno a 300 mA, regolabile

e visibile sul display dell’UC.

Durata dell’impulso di eccitazione: tipicamente 0,4 s, regolabile e visibile sul display dell’UC.

Fronte di discesa dell’impulso di eccitazione: nell’istante in cui la sfera passa sopra

il centro del piano di base.

Affidabilità: l’ elettronica è progettata in modo che la probabilità del primo guasto

sia maggiore di 20 anni (sulla base di esperienze precedenti e escludendo

i componenti a stato solido).

L’Unità di Controllo:

Fine