Péndulos. Fuerza y energía

¿Cómo son las fuerzas y el intercambio de energía en un péndulo?

Las simulaciones de péndulos online de esta página nos muestran de forma práctica como son las fuerzas y la energía que actúan sobre un péndulo.

Los péndulos son sistemas físicos que consisten en una masa suspendida de un punto fijo y que puede oscilar hacia adelante y hacia atrás. Estos sistemas son ampliamente estudiados en la física y presentan interesantes conceptos relacionados con la fuerza y la energía.

a fuerza que actúa sobre un péndulo se conoce como fuerza restauradora, y es la responsable de hacer que el péndulo vuelva a su posición de equilibrio. En el caso de un péndulo simple, como un hilo con una masa en su extremo, la fuerza restauradora es proporcionada por la gravedad. Esta fuerza está dirigida hacia el punto de equilibrio y es proporcional al desplazamiento angular del péndulo. Se rige por la ley de Hooke, que establece que la fuerza restauradora es directamente proporcional al desplazamiento y tiene dirección opuesta al mismo.

La energía en un péndulo se puede dividir en dos formas: energía cinética y energía potencial. A medida que el péndulo oscila, la energía se transfiere entre estas dos formas. Cuando el péndulo está en su punto más alto, toda su energía es potencial debido a la altura a la que se encuentra la masa. A medida que el péndulo desciende, la energía potencial se convierte en energía cinética a medida que la masa adquiere velocidad. En el punto más bajo del movimiento, toda la energía es cinética. A medida que el péndulo asciende nuevamente, la energía cinética disminuye y se convierte en energía potencial. Este intercambio de energía continúa a medida que el péndulo oscila de un lado a otro.

El período de un péndulo, que es el tiempo que tarda en completar un ciclo completo de oscilación, depende de la longitud del hilo y la aceleración debido a la gravedad. Un péndulo más largo tendrá un período más largo, mientras que un péndulo más corto tendrá un período más corto. La relación entre el período (T) de un péndulo simple y su longitud (L) se puede calcular utilizando la fórmula:

T = 2π √(L/g)

Donde g es la aceleración debido a la gravedad.

Fuerzas en un péndulo


En esta simulación se puede ver el diagrama de fuerzas de un péndulo cuando es arrastrado o empujado de un lado a otro. Observa cómo se alcanza el equilibrio entre las tres fuerzas que actúan sobre la bola. ¿En qué posición es menor la tensión?

Fuerzas en un péndulo


Esta simulación nos permite observar cómo son las fuerzas que actúan en un péndulo.
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Energía en un péndulo


Cuando se libera el péndulo, éste empieza a oscilar de un lado al otro. ¿En que punto son la energía cinética de la bola máxima y mínima?

Energía en un péndulo II


La energía en un péndulo cambia entre potencial y cinética. ¿A dónde se ha ido la energía de este pendulo?
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Laboratorio de péndulos


Juega con uno o dos péndulos y descubre cómo el período de un péndulo simple depende de la longitud de la cadena, la masa del péndulo, la fuerza de gravedad y la amplitud de la oscilación. Observa la energía en el sistema en tiempo real y cambia la cantidad de fricción. Mide el período usando el temporizador o cronómetro. Utiliza el péndulo para encontrar el valor de g en el Planeta X. Observa el comportamiento anarmónico a gran amplitud.

Ficha

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Laboratorio de péndulos II


Esta simulación permite variar diferentes variables y comprobar su efecto sobre el período del péndulo. Se puede variar la masa, la longitud, el ángulo inicial y la fuerza del campo gravitacional.

Cuando estés listo para empezar, pulsa el botón «Begin».

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