domingo, 13 de julio de 2014

Péndulo Simple

Llamamos péndulo simple a un ente ideal constituido por una masa puntual suspendida de un hilo inextensible y sin peso, capaz de oscilar libremente en el vacío y sin rozamiento.
Al separar la masa de su posición de equilibrio y soltarla, oscila a ambos lados de dicha posición, realizando un movimiento vibratorio.
En la posición de uno de los extremos se podemos representar las fuerzas, según observamos en el gráfico:
El peso de la bola se descompone en dos componentes: una primera componente que se equilibra con la tensión del hilo, de manera que:
Por tanto la segunda componente del peso, perpendicular a la anterior, es la fuerza resultante que origina el movimiento oscilante:
Sin embargo, para oscilaciones de valores de ángulos pequeños, se cumple: .

Comprobamos en la tabla siguiente, con datos de ángulos y sus senos, esta afirmación.
Valores de ángulos y sus senos
Por consiguiente, podremos escribir, teniendo en cuenta, el valor del seno del ángulo:
f3.gif (1430 bytes)
Se observa que la fuerza recuperadora, que hace oscilar al péndulo, es proporcional  a la elongación (X) y de signo contrario, con lo que podemos afirmar que se trata de un M. A. S. Por ello, podemos comparar la ecuación que caracteriza a este tipo de movimientos, que vemos a continuación:
,con la ecuación obtenida anteriormentef5.gif (275 bytes)
vemos que la pulsación es:,y teniendo en cuenta que
donde T es el período: Tiempo utilizado en realizar una oscilación completa, llegamos a:
Período del péndulo

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