Il movimento (o la mancanza di movimento) del punto di sospensione di un oggetto viene osservato quando l’oggetto viene colpito da un colpo.

Cosa mostra

Il centro della percussione (COP) è il punto su una mazza o una racchetta in cui può essere colpito senza causare reazione nel punto di supporto. Quando una palla viene colpita in questo punto, il contatto si sente bene e la palla sembra scappare con la sua massima velocità e quindi questo è spesso indicato come il punto debole. In punti diversi da questo punto, il pipistrello o la racchetta possono vibrare o persino pungere le mani. Questo esperimento mostra l’effetto dimostrando cosa succede quando si colpisce un modello sospeso di un pipistrello in vari punti.

Come funziona

Quando una mazza o una racchetta viene colpita al suo centro di gravità (INGRANAGGIO), si muove in avanti (senza rotazione) nella direzione della forza. Colpire una mazza o una racchetta in un posto diverso dal suo INGRANAGGIO produce una coppia attorno al suo INGRANAGGIO con conseguente movimento sia rotazionale che traslazionale, come illustrato di seguito per il caso di un bastone.

Inoltre, c’è un punto che, quando viene colpito, si tradurrà nella velocità di traslazione in avanti e la velocità di rotazione all’indietro è uguale e opposta. Questo punto è chiamato il centro delle percussioni.

2 × 4 stud (140 cm di lunghezza) rappresenta il nostro pipistrello ed è sospeso da un perno orizzontale da un U-bolt (fissato ad un’estremità del 2 × 4 ) come mostrato sopra. Il 2 × 4 può ruotare intorno al punto di sospensione e la sospensione U-bolt (punto di articolazione) può muoversi orizzontalmente.

Nella prima delle tre situazioni raffigurate nei disegni, una forza (colpo di martello) viene applicata sotto il COP. Ciò si traduce in una notevole velocità di rotazione in senso antiorario (maggiore della velocità di traslazione in avanti) e il punto di sospensione viene spostato a sinistra. Se la forza viene applicata tra il COP e il COG (illustrazione centrale), la velocità in avanti supererà la velocità di rotazione nel punto di rotazione e ci sarà una spinta in avanti sul punto di rotazione a destra. Colpire sopra l’INGRANAGGIO (non illustrato) impartirà velocità rotazionali e traslazionali nella stessa direzione e il punto di sospensione si sposterà chiaramente a destra. Nel terzo caso, il 2 × 4 viene colpito al POLIZIOTTO, che si trova 2/3 verso il basso. Le velocità in avanti e rotazionali sono uguali e opposte nel punto di sospensione, che rimane fermo.

A volte il centro della percussione viene indicato come il centro dell’oscillazione. La ragione di ciò può essere dimostrata sospendendo un semplice pendolo la cui lunghezza è uguale alla distanza dal punto di articolazione al COP. Il 2 × 4 e il pendolo avranno lo stesso periodo di oscillazione. 1

Impostarlo

Questo è facile—basta sostenere il perno di sospensione orizzontale da un paio di morsetti di laboratorio attaccato al banco di lezione. Il perno orizzontale ha una tacca a V poco profonda tagliata in esso per il bullone di sospensione per riposare. Il bullone salta fuori dalla tacca quando viene colpito un punto diverso dal POLIZIOTTO. Un martello di gomma dura o martello completa la configurazione. Abbiamo una selezione di vere mazze da baseball e racchette da tennis se il docente desidera seguire quella strada.

Potrebbe essere divertente provare vere mazze da baseball e racchette da tennis. Questi potrebbero essere sospesi e colpiti in vari punti. Poiché le loro forme sono più complesse, ci vorrà un po ‘ di sperimentazione per identificare la posizione del POLIZIOTTO. Cronometrare il periodo di oscillazione e calcolare la corrispondente lunghezza del pendolo semplice dovrebbe fare il trucco. Confrontando le posizioni del POLIZIOTTO di pipistrelli in legno e alluminio potrebbe anche essere istruttivo.

1 Il 2 × 4 è un pendolo fisico il cui periodo di oscillazione è , rispetto ad un pendolo semplice il cui periodo è . Quindi un pendolo semplice 2/3 della lunghezza di un pendolo fisico avrà un periodo identico.