El Péndulo Simple: Un Clásico de la Física

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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El Péndulo Simple: Un Clásico de la Física

Un péndulo simple es un sistema idealizado que consiste en una masa puntual suspendida de un punto fijo mediante un hilo inextensible y sin masa. Es decir, imaginemos una pequeña bola (la masa) colgada de un hilo muy fino y ligero (sin masa), de tal manera que pueda oscilar libremente de un lado a otro.

Funcionamiento

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.

Características del movimiento del péndulo simple:

• Periódico: El movimiento se repite en intervalos de tiempo iguales.
• Oscilatorio: La masa se mueve hacia adelante y hacia atrás alrededor de una posición de equilibrio.
• Influencia de la gravedad: La aceleración de la gravedad influye directamente en el periodo del péndulo.
• Aproximación para ángulos pequeños: Las ecuaciones que describen el movimiento del péndulo simple son exactas solo para ángulos de oscilación pequeños.

En resumen, el péndulo simple es un sistema físico sencillo pero muy importante, que nos permite comprender conceptos fundamentales de la mecánica y tiene aplicaciones en diversas áreas de la ciencia y la tecnología.

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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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