Giuseppe
mi ha scritto chiedendomi di aiutarlo a meglio comprendere il
concetto di Q del pendolo.
Tento (.... non per sua incapacità a comprendere, quanto
della mia di spiegarmi) volentieri e spero di fare cosa gradita
pubblicando questa nota su internet.
L'utilizzazione del fattore Q trova inizialmente applicazione
nei circuiti elettrici.
Spero che gli specialisti di elettronica saranno indulgenti nel
giudicare qualche inesattezza nella quale posso essere incorso
nel compilare questo resoconto.
Quando a cavallo del XIX e XX secolo iniziarono ad essere stese
le prime linee telefoniche, il problema che venne immediatamente
alla ribalta fu la limitazione delle comunicazioni sulla lunga
distanza a causa della caduta dell'intensità del segnale.
Gli
studi che vennero fatti dimostrarono che alzando il valore dell'induttanza
nelle linee di trasmissione , la caduta d'intensità
del segnale sarebbe diminuita. Allo scopo vennero quindi inserite
lungo dette linee ogni pochi chilometri delle bobine .
Esse
per loro natura assorbivano energia e quindi il rischio era che
le migliorie venissero annullate dalla cura.. L'imperativo era
aumentare il rendimento di queste bobine e per farlo era importante
poter definire le loro caratteristiche.
Fu così introdotto il concetto di "fattore di qualità"
indicato dalla lettera Q
Divagazione
Q, non è da correlarsi, come verrebbe ovvio pensare,
alla "q" di "qualità" bensì
fu scelta semplicemente poiché era una delle ultime lettere
ad essere rimasta "libera", non associabile a nessun
altra dimensione.
Con
parole semplici, quelle che ci sono più consone ,potremmo
dire che in un circuito elettrico il valore di Q ( che è
un numero puro, un valore senza dimensioni), definisce la precisione
di una oscillazione, la capacità di mantenerne la
frequenza , la qualità della risonanza .
Cerchiamo di capire meglio.
Se noi immettiamo un segnale con una determinata frequenza nella
nostra linea telefonica, mano a mano che esso si propaga lungo
la linea, a causa delle resistenze offerte dal conduttore, esso
perderà di intensità fino a raggiungere un valore
zero .
Riscriviamo questa frase adattandola
alle nostre esigenze.
Se noi spostiamo un pendolo ad una determinata altezza e poi lo
rilasciamo lasciando oscillare liberamente , esso a causa degli
attriti incontrati nell'aria durante il suo movimento, finirà
col fermarsi.
Ritorniamo al telefono.
Se il segnale nel momento in cui viene inviato avrà grande
intensità , esso prima di smorzarsi potrà raggiungere
una distanza maggiore rispetto ad uno più debole e nella
stessa linea telefonica.
Riscriviamo questa frase adattandola
alle nostre esigenze.
Se il nostro pendolo ha una grande massa , ovvero per esso sia
configurabile una maggiore energia potenziale, ci vorrà
più tempo perché questa energia si esaurisca .
Ritorniamo al telefono.
Se il materiale di cui è composto il filo conduttore sarà
stato scelto fra quelli che oppongono minor resistenza al passaggio
del segnale, esso, il segnale, avrà la possibilità
di giungere più distante.
Riscriviamo questa frase adattandola
alle nostre esigenze.
Se noi poniamo il nostro pendolo in una campana sotto vuoto, venendo
a mancare gran parte degli attriti, ci vorrà molto tempo
perché esso si fermi.
Se queste analogie ci hanno convinto, possiamo adattare anche
per il nostro corpo oscillante, il concetto di Q.
Per un pendolo :

dove Q, come abbiamo detto, è il fattore di
qualità
f indica la frequenza di oscillazione
M la massa del pendolo
R le resistenze nel sistema
Sintetizzando possiamo dire che il fattore di qualità
di un pendolo rappresenta il rapporto fra la quantità
di energia immagazzinata in un pendolo e quella persa durante
una oscillazione.
Coloro che mi leggono con maggiore attenzione , ricorderanno che
io ho già avuto modo di dire che un aumento della massa
del pendolo potrebbe essere auspicabile al fine di ottenerne
un miglior comportamento. ( ... un Q più alto).
Si comprende facilmente ora il perché della mia asserzione.
Il Q del pendolo, la "qualità" del pendolo, come
si vede dalla formula è direttamente proporzionale alla
massa e quindi un aumento del suo valore comporta un aumento
di Q.... non va peraltro dimenticato che un aumento della massa
del pendolo comporta anche un aumento del attrito durante
il suo movimento e quindi genera un aumento di R ( che
è al denominatore) tanto che l'aumento di M potrebbe
risultarne vanificato al fine di un miglioramento di Q.
.... potrebbe.... vedete!! .... non si sbaglia mai ad adoperarlo!!!
Prossimamente parliamo di Harrison Ford e dei Predatori
del Pendolo perduto
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