Péndulo simple vs. Péndulo compuesto
Los péndulos son un tipo de objetos que muestran movimientos oscilatorios periódicos. El péndulo simple es la forma básica del péndulo, con el que estamos más familiarizados, mientras que el péndulo compuesto es una forma extendida del péndulo simple. Ambos dispositivos son muy importantes en la comprensión de campos como la mecánica clásica, las ondas y las vibraciones y otros campos relacionados con la física. En este artículo, vamos a discutir qué son el péndulo simple y el péndulo compuesto, su funcionamiento, las fórmulas matemáticas que describen el movimiento del péndulo simple y el péndulo compuesto, las aplicaciones de estos dos, las similitudes entre el péndulo simple y el péndulo compuesto, y finalmente la diferencia entre péndulo simple y péndulo compuesto.
Péndulo simple
El péndulo simple consta de un pivote, una cuerda y una masa. Para facilitar los cálculos, se supone que la cuerda no es elástica y tiene masa cero, y la viscosidad del aire en la masa es despreciable. La cuerda gira y la masa cuelga de la cuerda para que pueda oscilar libremente. Las únicas fuerzas que actúan sobre la masa son la fuerza gravitacional y la tensión de la cuerda. Se dice que el movimiento de un péndulo simple para ángulos muy pequeños tiene la forma de oscilaciones armónicas simples. El movimiento armónico simple se define como un movimiento que toma la forma de a=– (ω^2) x donde “a” es la aceleración y “x” es el desplazamiento desde el punto de equilibrio. El término ω es una constante. Un movimiento armónico simple requiere una fuerza restauradora. En este caso, la fuerza restauradora es el campo de fuerza conservativo de la gravitación. La energía mecánica total del sistema se conserva. El período de oscilación viene dado por donde l es la longitud de la cuerda y g es la aceleración gravitacional. Si hay viscosidad o cualquier otra fuerza amortiguadora, el sistema se identifica como una oscilación amortiguada.
Péndulo compuesto
El péndulo compuesto, también conocido como péndulo físico, es una extensión del péndulo simple. El péndulo físico es cualquier cuerpo rígido que se gira para que pueda oscilar libremente. El péndulo compuesto tiene un punto llamado centro de oscilación. Este se coloca a una distancia L del pivote donde L viene dado por L=I/mR; aquí, m es la masa del péndulo, I es el momento de inercia sobre el pivote y R es la distancia al centro de masa desde el pivote. El período de oscilación del péndulo físico está dado por T=L y se conoce como la longitud del giro.
¿Cuál es la diferencia entre péndulos simples y compuestos?
• El periodo y, por tanto, la frecuencia del péndulo simple depende únicamente de la longitud de la cuerda y de la aceleración de la gravedad. El período y la frecuencia del péndulo compuesto dependen de la longitud del giro, el momento de inercia y la masa del péndulo, así como de la aceleración gravitatoria.
• El péndulo físico es el escenario de la vida real del péndulo simple.
