Il pendolo balistico

Giunge al termine il nostro viaggio alla scoperta del pendolo balistico. Esso è uno strumento molto semplice, ma dalle grandi potenzialità e applicazioni. Fu inventato da Benjamin Robins nel XVIII secolo e segnò una svolta nello studio della balistica , permettendone un'analisi quantitativa.  Siamo partiti dal nome , per proseguire su altri temi in ambito linguistico: il glossario , l' abecedario  e le parole nella storia . Inoltre, per quanto riguarda l'ambito letterario, abbiamo raccolto una breve bibliografia dei testi più importanti riguardanti lo strumento e il suo campo di applicazione. Abbiamo analizzato anche l'aspetto più tecnico di questo utile strumento di misura analizzando il principio fisico che ne permette il funzionamento e un manuale d'uso  a prova di studente distratto. Per di più lo abbiamo analizzato pezzo per pezzo in tutti i suoi componenti  e realizzato una panoramica dei brevetti più rilevanti dal punto di vista storico e dell'innovaz

Questa è una mappa concettuale che mostra tutti i concetti che ruotano intorno al pendolo balistico.  In particolare, si nota che la balistica non è un campo della fisica fine a sé stesso, ma trova applicazione nello sviluppo di armi da guerra e nelle analisi di balistica forense, quindi è fondamentale per le forze dell'ordine e per l'esercito.

 Il pendolo balistico ha come applicazione principale la misurazione della velocità di un proiettile sparato da un'arma da fuoco. Per questo motivo l'argomento di maggior interesse in ambito chimico sono le esplosioni . In particolare, quella dello sparo è una deflagrazione .  Una deflagrazione è una combustione molto rapida e progressiva tipica degli esplosivi da lancio. Nella canna dell'arma da fuoco avviene una combustione della polvere da sparo che causa la fuoriuscita del proiettile ad elevata velocità. Infatti la polvere da sparo è costituita da una miscela di zolfo (S), carbone (C) e nitrato di potassio (salnitro, KNO3). Lo zolfo e il carbone fungono da combustibile , mentre il salnitro è il comburente . La polvere viene innescata quando si preme il grilletto, avviene la combustione e funge da propellente per il proiettile. La polvere da sparo è anche la principale componente dei fuochi d'artificio! Fonti: https://it.wikipedia.org/wiki/Deflagrazione https://www

 Le cose del cuore Un oggetto del mio passato è questo cappello di lana . E' uno dei pochi ricordi che ho di mia nonna Anna. Lei amava lavorare a maglia e me lo regalò quando ero piccola. Lo usavamo ogni inverno per andare a giocare nella neve. Mi ricorda la mia infanzia e le mie origini. La mia cintura di Croce Rossa rappresenta il mio presente . Oggi ancor di più, durante una pandemia mondiale, è quotidianità mettere la divisa e andare a far turno con i colleghi. E' solo una cintura, ma in essa ci sono il senso di appartenenza, le risate, le uscite in ambulanza, la tuta che fa sudare, la mia seconda famiglia... Questo anello rappresenta il mio futuro , lo porto sempre con me come un portafortuna. Mi ricorda una promessa della persona che me lo ha donato per il mio 18esimo compleanno.

  Come si vede dal grafico vi è un picco di risultati per Benjamin Robins , l'inventore dello strumento, intorno al 1760, poco dopo la sua morte. Mentre il grafico del pendolo balistico è oscillante, non si nota un evidente picco in corrispondenza della sua invenzione, ma questo termine è stato largamente utilizzato anche in periodi successivi. Questo è intuibile perché tuttora il pendolo balistico è utilizzato in innumerevoli testi di fisica. Il  cronografo balistico , l'evoluzione del pendolo, è molto usato nella pratica, ma raramente presente nella letteratura scientifica.  Qui invece si nota un'evidente trend in crescita nel '900 per quanto riguarda il termine balistica . Questo probabilmente è dovuto alla sempre maggior diffusione della balistica forense. Le ricerche sono state effettuate usando i termini inglesi perché l'inventore del pendolo balistico era inglese e, di conseguenza, la maggior parte della letteratura sull'argomento è in questa lingua e no

Non esiste una normativa specifica riguardante il pendolo balistico essendo uno strumento relativamente antico, ma esistono norme che regolano la balistica in generale: il possesso di armi. le loro classificazioni, caratteristiche e il loro utilizzo. In Italia tutta la normativa riguardante le armi è contenuta nella legge 110/75 . Essa disciplina il controllo delle armi, delle munizioni e degli esplosivi. Esistono inoltre standard internazionali sulle armi: ISO 17201-3:2019 : stabilisce  un metodo per prevedere i livelli di esposizione sonora causati dallo sparo di un'arma ISO 17201-1:2019 : stabilisce un metodo per determinare l'energia acustica liberata dall'esplosione per armi di calibro minore a 20 mm  Per concludere vi sono trattati internazionali che riguardano il commercio internazionale di armi come il Trattato    sul commercio delle armi (Arms Trade Treaty – ATT) adottato dall' Assemblea Generale dell’ONU il 2 aprile 2013, il quale mira a regolamentare il c

L'utilizzo di un pendolo balistico è piuttosto semplice. Per prima cosa si posiziona la pistola, poi basta sparare il proiettile . Esso penetrerà nel blocchetto facendolo oscillare. Leggendo l'angolo corrispondente alla massima altezza raggiunta dal blocco sulla scala graduata,  possiamo ricavare la velocità del proiettile tramite la formula:      v=[(m1+m2)* √ 2gl(1-cosϴ)]/m1 dove m1 è la massa del proiettile, m2 è la massa del blocco, l la lunghezza del filo e ϴ l'angolo letto sulla scala.

I fumetti di Superman riportano la celebre frase del supereroe: " faster than a speeding bullet ", che sta ad indicare che può volare più veloce di un proiettile per proteggere i cittadini e affrontare i nemici. Il pendolo balistico è proprio lo strumento che serve a misurare la velocità dei proiettili, e perché no, anche la velocità di Superman. Questa pagina mostra un criminale che spara con un fucile AK-47 e Superman che lo raggiunge in tempo per salvare un bambino. Un AK-47 spara proiettili con una velocità di circa 715 m/s, quindi possiamo ricavare che il supereroe corre a 800 m/s. Se queste velocità le avessimo misurate con il pendolo ne ricaveremmo che l'angolo ottenuto da Superman sarebbe sempre maggiore dell'angolo del proiettile. http://www.coverbrowser.com/covers/action-comics/9#i442 http://www.coverbrowser.com/covers/superman-1987/4#i151 http://www.coverbrowser.com/covers/superman/13#i647 https://sites.google.com/site/physicsofsuperman/--able-to-leapbuild

  Eisco è una multinazionale che produce strumenti scientifici principalmente a scopo didattico.  Ha quattro linee di prodotti: fisica, chimica, biologia e occhiali protettivi. Oggi è uno dei principali produttori di pendoli balistici.  https://www.eiscolabs.com/products/blpn14?_pos=1&_sid=7d72f18d4&_ss=r https://www.eiscolabs.com/pages/about-eisco

 A come armi B come balistica C come cronografo , l'evoluzione del pendolo balistico D come dinamica E come energia F come fisica G come guerra H I come invenzione L come lunghezza del filo M come momento N come "New principles of gunnery" , il libro scritto da Benjamin Robins O come oscillazione P come proiettile Q come quantità di moto R come rinculo , infatti il pendolo balistico si può utilizzare sia per misurare la velocità di un proiettile, che il rinculo dell'arma S come strumento di misura T come tensione U come urto V come velocità Z

Esistono numerosi francobolli legati alla balistica, sia riguardanti il mondo sportivo che quello militare. Questo, per esempio, è un francobollo commemorativo del 1977 per il 42esimo campionato mondiale di tiro a Seoul. https://www.pinterest.it/pin/314407617711175514/ Questo invece è dedicato a Peter Wilson, vincitore della medaglia d'oro nel tipo alle Olimpiadi 2012 a Londra. http://www.westatholl.org.uk/Results/2012/Stampsnew.html Mentre il successivo è un francobollo cinese del 2015 dedicato al 70° anniversario della vittoria delle Seconda guerra sino-giapponese.  https://www.stampboards.com/viewtopic.php?p=4336817#p4336817

 Il pendolo balistico originale non fu brevettato dal suo inventore, ma molte sue versioni successive lo sono state. CN207123223U Una prima innovazione dello strumento è stato il pendolo balistico caricato automaticamente , che ha reso molto più semplice l'inserimento del proiettile nel sistema. E' stato brevettato molto recentemente, nel 2018 dalla Shenzhen high school of science. https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/061601830/publication/CN207123223U?q=ballistic%20pendulum Pendolo balistico caricato automaticamente US2993372A Una versione molto particolare di questo strumento è il pendolo balistico doppio , il cui brevetto è stato depositato presso lo United States Patent Office da Walter Bleankey nel 1947 ed approvato solo nel 1961.  https://patentimages.storage.googleapis.com/d0/e4/f9/75f1e135d39629/US2993372.pdf Pendolo balistico doppio US6130400A Un'altra invenzione relativamente recente è stato un dispositivo usato nel controllo di qualità della pall

  La figura rappresenta tutti i componenti di un pendolo balistico "moderno". Le parti principali sono, come in quello classico, il filo, che in questo caso è una sbarretta di metallo e il blocchetto, anche se in questo caso non è in legno. Vi sono inoltre l'apparecchio di lancio al posto di una vera arma da fuoco, la scala graduata angolare e un supporto per fissare l'apparecchio al piano di lavoro. https://www.3bscientific.it/product-manual/U10362_IT.pdf

Lo strumento:  1742 anno dell'invenzione 1 scienziato per realizzarlo 66 anni prima che venisse soppiantato da un sistema più moderno Nella smorfia napoletana: 71 proiettile → nell'interpretazione dei sogni è di cattivo auspicio 89 misurare  → significa diffidenza 49 filo  → rappresenta viaggi brevi e frequenti 22 angolo  → significa onore https://www.lasmorfianapoletana.com/

https://it.wikipedia.org/wiki/Balistica#Branche https://it.wikipedia.org/wiki/Fisica#Branche_della_fisica

  Una pubblicità per questo strumento scientifico dovrebbe concentrarsi su questi elementi elementi: facilità di utilizzo  facilità di montaggio funzionamento intuitivo altamente educativo anche per studenti Al giorno d'oggi credo che un metodo efficace per pubblicizzare il pendolo balistico sia usando mass media quali televisione e social network. Il target di questo messaggio pubblicitario sarebbero principalmente studenti e insegnanti, quindi opterei per una strategia di marketing chiara e mirata a queste categorie.

Come abbiamo già visto nello step 7 , un pendolo balistico viene utilizzato in una delle puntate della serie televisiva " Mythbustrers " per verificare la validità di un mito.  Inoltre questo strumento è presente nella sigla della serie TV " Elementary ", una rivisitazione in chiave moderna di Sherlock Holmes. Nella sigla la pistola spara un proiettile che, attraverso un'affascinante reazione a catena, colpisce il bersaglio, arrestando i criminali. Questa è a tutti gli effetti una sorprendente versione del pendolo balistico. https://youtu.be/y0j_hA6aKQU

 Il pendolo balistico è uno strumento abbastanza semplice da realizzare, Benjamin Robins , l'inventore, costruì il primo, ma ogni scienziato poteva riprodurlo con facilità. Per questo motivo non esistono costruttori famosi storicamente per la produzione di questo genere di strumento.  Al giorno d'oggi viene ancora prodotto da alcune aziende che si occupano di strumenti scientifici  ad uso didattico , quali Eisco e 3bscientifics, poichè nella pratica è stato sostituito dal più moderno cronografo. Riproduzione del pendolo balistico di Robins https://www.eiscolabs.com/products/blpn14 https://www.3bscientific.it/pendolo-balistico-1002656-u10362-3b-scientific,p_574_724.html

Benjamin ROBINS, New Principles of Gunnery - Containing the Determination of the Force of Gun-powder, and an Investigation of the Difference in the Resisting Power of the Air to Swift and Slow Motions. With Several Other Tracts on the Improvement of Practical Gunnery , 1742 C. SCHEIE:  Ballistic Pendulum , in "The Physics Teacher", anno 1973, fasc. 11 L. T.  BAYLISS e C. F. FOLLIOTT:   Using a Blowgun with the Ballistic Pendulum , in "American Journal of Physics", anno 1968, fasc. 36 R. L. ALT, A Corrupted Ballistic Pendulum, in "American Journal of Physics", anno 1972, fasc. 40 G. BARNES: Addition to the Ballistic Pendulum Experiment , in "American Journal of Physics", anno 1957, fasc. 25 M. P. HANDFORD,  A Ballistic Pendulum for the Measurement of Impulse Produced on a Target Material by a Focused Laser Beam, Royal Aircraft Estabilishment, 1965

Benjamin Robins   L'inventore del pendolo balistico fu Benjamin Robins , un matematico e ingegnere militare inglese del XVIII secolo.  Diede un notevole contributo alla balistica, nata con Galileo, diventando pioniere della balistica sperimentale , grazie alla sua invenzione del pendolo balistico nel 1742. Infatti prima di Robins non esistevano metodi precisi per misurare la velocità di un proiettile in un dato istante e il suo strumento permise di testare sperimentalmente le teorie in questo campo. Biografia:  https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Robins/

Il pendolo, inventato da Benjamin Robins nel '700, era costituito da un peso di ferro a cui era incollato uno strato di legno per far penetrare il proiettile. Esso era sostenuto da un filo e collegato a bracci anch'essi di ferro.  Ai giorni nostri il ferro è stato sostituito con l'acciaio, ma questo strumento non viene più utilizzato per le misurazioni, è principalmente uno strumento didattico. Sia il ferro che il legno sono materiali che rivestono un'enorme importanza nella storia delle cose. Il ferro è conosciuto sin dal 4000 a.C. , infatti era usato già da Sumeri, Ittiti ed Egizi, che lo usavano per costruire punte per le lance e gioielli. Oggi rappresenta il 95% della produzione di metalli nel mondo, soprattutto per le sue leghe: ghisa e acciaio, che si prestano a innumerevoli utilizzi.                                                                                           Anche il legno è un materiale che riveste una grande importanza nella storia delle cose. L

 Il pendolo balistico è stato usato in una puntata del programma televisivo Mythbusters per testare il mito: un sasso lanciato accidentalmente da un tagliaerba può avere la stessa forza ed energia di un proiettile sparato da un revolver Magnum 357 .                                                                    Inizio episodio 231 " Accidental ammo "                  Facendo esperimenti con diversi modelli di tagliaerba e sassi di dimensioni variabili si è notato che le pietre vengono tagliate dalle lame e i frammenti scagliati in tutte le direzioni con una velocità massima di 120 m/s. Invece la pistola spara proiettili con velocità comprese tra i 300 e i 430 m/s. I conduttori dello show hanno costruito un pendolo balistico per misurare l' energia rispettivamente delle pietre e dei proiettili della Magnum. Colpendo lo strumento i proiettili hanno causato un'oscillazione di 60°, mentre l'angolo misurato dopo aver lanciato la roccia era 66°. Quindi il sasso av

Questo è un semplice simbolo che rappresenta bene il pendolo balistico in una versione stilizzata. https://www.clipartmax.com/middle/m2H7i8i8Z5A0b1d3_024-pendulum-1-icon-024-pendulum-1-icon/

Il funzionamento del pendolo si basa sugli urti . Un urto può essere elastico o anelastico. Nell'urto elastico si conserva l'energia cinetica, mentre un quello anelastico no. In entrambi gli urti, salvo condizioni particolari, si conserva la quantità di moto Q=mv. In questo caso si tratta di un urto completamente anelastico , ovvero il proiettile colpisce la massa, che si porta a una certa altezza con il proiettile ancora conficcato al suo interno. Usando la conservazione della quantità di moto o, come in questo caso, la conservazione del momento angolare possiamo determinare la velocità del proiettile . Se chiamiamo l la lunghezza del filo, m1 la massa del proiettile e m2 la massa del blocco otteniamo: m1*v1*l=(m1+m2)*v2*l semplificando l si ottiene m1*v1=(m1+m2)*v2 e si ricava la velocità finale v2 v2=(m1/m1+m2)*v1 dopo l'urto il blocco sale a un'altezza h e usando la conservazione dell'energia meccanica siamo in grado di determinare la velocità del proiettile

Il pendolo balistico è uno strumento largamente utilizzato in fisica, più precisamente nell'ambito della meccanica classica, in quella che è denominata balistica .  La balistica è il ramo della meccanica che studia il moto dei proiettili . . Il primo ad approcciarsi a questa scienza fu Tartaglia nel XVI secolo il quale dimostrò la curvatura della traiettoria del moto del proiettile. Successivamente, nel 1632,  Galileo Galilei scoprì che questa curva era una parabola. Anche Newton diede un contributo determinante a questa disciplina scoprendo che la curva è una parabola perfetta solo nel vuoto, poichè l'attrito dell'aria tende a deviare il proiettile. A dimostrare queste teorie sperimentalmente fu proprio Benjamin Robins , l'inventore del pendolo balistico, nel 1742. Un'importante applicazione di questa disciplina è la balistica forense , che è una branca della scienza forense che si occupa di ricostruire gli accadimenti relativi a delitti che coinvolgono armi da

PENDOLO pendulum:   massa solida oscillante attorno a un asse orizzontale; esistono diversi tipi di pendolo, ad esempio il pendolo a torsione e il pendolo cicloidale FILO wire: il filo è una delle due parti principali di un pendolo, è inestensibile e serve a reggere la massa MASSA mass:  la massa è fissata in fondo al filo, è generalmente un blocchetto di legno ed è la parte che viene colpita dal proiettile PROIETTILE bullet: il proiettile viene sparato contro la massa inizialmente ferma QUANTITA' DI MOTO momentum: la quantità di moto del proiettile è la grandezza che vogliamo misurare con il pendolo balistico ed equivale alla massa del proiettile moltiplicata per la sua velocità VELOCITA' speed: la velocità del proiettile è un'altra grandezza che può essere determinata a partire dalla quantità di moto URTO impact: tra proiettile e massa avviene un urto perfettamente anelastico, ovvero un urto in cui alla fine i due corpi rimangono uniti muovendosi con la stessa velocità

Esperimento scientifico eseguito dal U.S. Bureau of Standards per testare la qualità di palle da baseball di diversi produttori. La prova consisteva nel colpire con un proiettile di legno la palla (per simulare il colpo del lanciatore). Quindi la palla colpiva un pendolo balistico. Leggendo il risultato del pendolo gli scienziati erano in grado di determinare se il lancio fosse un fuoricampo o meno. Divisione Stampe e Fotografie (Prints and Photographs Division) della Biblioteca del Congresso  21/2/1938 Fonti:  https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Ballistic_pendulums?uselang=it  

Il pendolo balistico è uno strumento scientifico  usato per misurare la velocità di un proiettile. ETIMOLOGIA La parola pendolo deriva dal latino pendulum che significa oggetto che pende. Invece balistico  è un'aggettivo che risale al XVIII secolo e deriva dal latino balista , una macchina da assedio utilizzata sia dai Greci che dai Romani, che a sua volta proviene dal greco e significa lanciare. NEL MONDO Inglese: ballistic pendulum Francese: pendule balistique Spagnolo: péndulo bal í stico Tedesco: Ballistisches Pendel Polacco: wahadło balistyczne Cinese: 弹道摆 Giapponese: 弾道振り子 Arabo: البندول المقذوفات