Mecánica
Péndulo
Observa cómo la masa se acelera en el punto más bajo y se detiene en la parte alta de cada oscilación.
Péndulo — simulación interactiva de Mecánica. Observa cómo la masa se acelera en el punto más bajo y se detiene en la parte alta de cada oscilación. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Movimiento armónico simple
Un péndulo oscila porque la gravedad proporciona una fuerza de restablecimiento hacia el equilibrio. Para ángulos pequeños, el movimiento es aproximadamente armónico simple.
Cuando el péndulo se desplaza, la componente de la gravedad a lo largo del arco lo tira hacia el punto más bajo. Esa fuerza de restablecimiento lo hace oscilar: acelera abajo, frena en los extremos y repite el ciclo.
- Período T ≈ 2π√(L/g) (ángulos pequeños)
- Fuerza restauradora ∝ desplazamiento (θ pequeño)
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
Si duplica la longitud de un péndulo, ¿qué sucede con su período? ¿Hacer la pesa más pesada cambia el período en algo?
Predicciones para pesar
- Un péndulo más largo tiene un período más largo (se balancea hacia adelante y hacia atrás más lentamente); la masa no tiene ningún efecto.
- Un péndulo más largo tiene un período más corto (oscila hacia adelante y hacia atrás más rápidamente).
- Una sacudida más pesada se balancea más lentamente, independientemente de la longitud de la cuerda.
Roles variables
Lo que configuraste:
- misa (kg)
- Longitud de la cuerda (m)
- Ángulo de liberación (°)
Lo que mides:
- Periodo (s)
- Velocidad máxima (m/s)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el ajuste preestablecido de Péndulo en la zona de pruebas de mecánica.
- Confirme que la sonda de velocidad en la pesa esté activa en el panel Matemático; leerá su valor máximo en el punto más bajo de cada recorrido.
- Para cada fila, establezca la masa de la pesa, la longitud de la cuerda y el ángulo de liberación desde la vertical, luego suelte la pesa y déjela oscilar.
Ecuación rectora
Período de péndulo (ángulo pequeño) — T = 2π·√(L / g)
Para ángulos de liberación pequeños, el período de un péndulo simple depende solo de su longitud y gravedad, no de la masa de la masa ni de la distancia a la que se suelta.
Energía potencial gravitacional — PE = m·g·h
La altura que cae la pesa desde su punto de liberación hasta la parte inferior del columpio, h = L(1 − cos θ₀), establece cuánta energía potencial se convierte en energía cinética y, por tanto, qué tan rápido se mueve la pesa en la parte inferior.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una fila, calcule la velocidad máxima de la pesa en el punto más bajo del recorrido usando la conservación de energía (½mv² = mgh, con h = L(1 − cos θ₀)) y compárela con la lectura de su sonda de velocidad en vivo. ¿Coinciden?
- Mire la columna del período en las tres filas. ¿Depende de la masa de la pesa? Use la fórmula para explicar por qué sí o por qué no.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- La fórmula del período T = 2π√(L/g) supone ángulos de liberación pequeños. Prediga qué sucede con el período real a medida que el ángulo de liberación crece más allá de 30°. ¿El período medido en el sandbox aún coincidiría con la fórmula?
- En la parte inferior de la oscilación, el péndulo se mueve más rápido. ¿A dónde se fue su energía potencial gravitacional inicial y por qué el total permanece (casi) constante durante muchas oscilaciones?
- AP Physics 1 — Unit 7: Oscillations
- AP Physics C: Mechanics — Unit 7: Oscillations
- IB Physics — A.1 Kinematics
- IB Physics — C.1 Simple harmonic motion
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Bienvenido al péndulo
- Selecciona el péndulo
- Pulsa Reproducir
- De un lado a otro
- Abre los datos
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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