El Péndulo Simple: Sistema Armónico

Objetivos

Terminada la lección podrás:

• Explicar lo que es un sistema mecánico tal como el péndulo simple.
• Identificar las ecuaciones que describen el movimiento de un péndulo.

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Sistema mecánico

Según Serway (2002), el péndulo simple es un sistema mecánico que se mueve periódicamente.  Este se compone de una cuerda de longitud L que está atada a un punto fijo, mientras que al final tiene una masa.  El péndulo produce el movimiento armónico simple.

¿Cómo funciona?

Cuando desplazamos la masa del péndulo de su posición de equilibrio y la soltamos, comienza a oscilar de un lado a otro debido a la fuerza de gravedad. Este movimiento se repite de manera regular y se denomina movimiento armónico simple.

Elementos clave de un péndulo simple:

• Masa: La pequeña esfera que se balancea.
• Hilo: El hilo que sostiene la masa y tiene una longitud fija.
• Punto de suspensión: El punto fijo al que está unido el hilo.
• Amplitud: La máxima distancia que se separa la masa de su posición de equilibrio.
• Periodo: El tiempo que tarda el péndulo en completar una oscilación completa.

¿Por qué es importante el péndulo simple?

• Modelo básico: Es un modelo sencillo que nos permite entender conceptos fundamentales de la física como el movimiento armónico simple, la energía y el periodo.
• Aplicaciones: Aunque es un sistema idealizado, el péndulo simple tiene aplicaciones en diversos campos, como la medición del tiempo (en relojes antiguos), la sismología y la física atómica.
• Base para sistemas más complejos: Sirve como punto de partida para estudiar sistemas más complejos, como los péndulos físicos y los osciladores armónicos.

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Ecuaciones

La ecuación para establecer el movimiento de un péndulo incluye las siguientes cantidades; largo del péndulo, la aceleración gravitacional, el periodo de oscilación y el movimiento armónico. La siguiente presentación provee información adicional sobre las ecuaciones que explican el péndulo simple.

Presentación

Enlace directo: https://www.slideshare.net/solartime/pendulo-simple-6882101

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Enlaces externos para explorar

• Conceptos de Física: Hyperphysics
• Libros:
  • Física Moderna de Paul A. Tipler
  • Física Moderna – Raymond A. Serway
• NASA: Science Explorer Poster Series
• Simulaciones: PhET
• Tutorial de Física en Inglés: Physics Classroom
• Wikipedia en Español: Wikipedia

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Simulación

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Vídeo

Péndulo

Fuerzas

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