El péndulo simple o tambien conocido como péndulo matemático es un dispositivo mecánico el cual consta de un cuerpo unido a una cuerda ligera sujeta a un punto fijo; cuando el cuerpo es diminuto y la cuerda ideal se considera Pendulo Simple y con esto queremos introducirte al siguiente experimento de fisica para estudiar asi las propiedades del péndulo.
Para este experimento necesitas:
Una base de madera.
Un poste de madera a manera de soporte
Un tornillo
Hilo de pescar
Una tuerca.
Procedimiento
Sobre la base de madera fija el soporte vertical de madera con dos clavos. En la parte superior del soporte haz un agujero, aquí fijaras un tornillo que sostendra al hilo y a la tuerca.
Alejamos a la tuerca de su posición más baja haciendo que la cuerda se desvíe de la vertical, luego soltémosla.
El movimiento que describe la pequeña tuerca es “oscilatorio” ya que ésta se moverá acercándose y alejándose constantemente respecto de su posición más baja. Además experimentalmente se demuestra que el movimiento es “Periódico”.
Ahora considerando que la desviación angular de la cuerda es pequeña la trayectoria circunferencial de la tuerca es prácticamente una trayectoria rectilínea con lo cuál podemos plantear que el movimiento es rectilíneo.
Con todo lo planteado no queda dudas que el movimiento pendular es aproximadamente un (M:A:S:)Movimiento Armonico Simple.
La formula es esta:
El período con el cual oscila un péndulo simple no depende de la masa de la esfera ni del ángulo que forme la cuerda con la vertical, sólo depende de la longitud de la cuerda
La primera observación que se puede hacer, es notar el isocronismo del péndulo, o sea el hecho de que su frecuencia es independiente tanto de la amplitud de su movimiento como de la masa en su extremo. (Un péndulo tendrá isocronismo solamente para amplitudes relativamente pequeñas, menos de unos 15 grados). Para amplitudes mayores el movimiento del péndulo deja de ser estrictamente armónico y no se conserva la propiedad del isocronismo. También hay que cuidar que al cambiar la masa del péndulo no se altera el centro de masa de éste porque el período del péndulo si depende de su longitud que se toma del punto de apoyo hasta el centro de masa. El isocronismo se comprueba empleando un reloj para medir el tiempo correspondiente a un número determinado de oscilaciones (ciclos) del péndulo. De allí se calcula la frecuencia comprobando que para varias masas y amplitudes se tiene la misma frecuencia.
Luego, uno puede comprobar la relación entre la frecuencia y la longitud del péndulo, a saber que la frecuencia varía inversamente como la raíz cuadrada de la longitud. La formula seria:.
en donde:
g, es la aceleración de la gravedad.
L, longitud del péndulo.
La relación se puede comprobar reduciendo la longitud del péndulo 4 veces por ejemplo y notando que la frecuencia aumenta 2 veces, o bien, aumentando la longitud 4 veces la frecuencia será la mitad, etc
La frecuencia de un péndulo es independiente de la amplitud del movimiento como de la masa
