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¿Qué es un péndulo? Tipos y movimiento pendular

Cuando hablamos de un péndulo, inmediatamente imaginamos uno de esos relojes antiguos de pared, que emiten un sonido particular a lo largo de su recorrido.
A continuación, te daremos detalles sobre ¿Que es un péndulo?, sus tipos y movimientos pendulares.

Péndulo en la Catedral Metropolitana, Ciudad de México.
Fuente | Diego Delso [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] – Péndulo en la Catedral Metropolitana, Ciudad de México.

¿Qué es un péndulo?

La definición es sencilla, un péndulo es un sistema físico, evaluado sobre un plano (dos dimensiones) y conformado por una masa, conectada a un punto fijo a través de una varilla o un hilo, que oscila libremente bajo la influencia de diversas fuerzas.

Siguiendo nuestra definición, podemos construir un péndulo simple, utilizando como plano el marco de una puerta cualquiera, luego, tomamos las llaves de la puerta y la sujetamos en el punto medio del lateral superior del marco de la puerta, con una cuerda de unos 70 centímetros de largo, las fuerzas que interviene en este caso son la gravedad y la tensión sobre la cuerda. Sólo queda hacer oscilar, libremente, la llave entre los laterales verticales de la puerta.

Por otra parte, muy variados son los conceptos que se tienen de un péndulo. Mientras que para unos es un artículo de adivinación o un amuleto, para otros puede ser un dispositivo práctico de uso en la construcción de edificaciones y, aún más allá, es considerado un elemento que permite medir fenómenos físicos entre los que podemos nombrar, la medición del paso del tiempo o la demostración de cómo se conserva la energía

A ciencia cierta, no ha sido posible determinar, históricamente, en qué momento el hombre construye el primer péndulo, sin embargo, su uso está comprobado desde la prehistoria.
Es significativo el uso del péndulo por los egipcios, 1500 años antes de Cristo, quienes lo utilizaron junto a elementos tan sencillos como la escuadra y el compás en la construcción de las majestuosas pirámides

Sin embargo, es de nuestro interés el estudio formal del péndulo y no es hasta principios del siglo XVII (1602) que Galileo Galilei dejó, por sentado, sus primeras observaciones, afirmando que “el período del balanceo de un péndulo es independiente de su amplitud”, lo que es conocido hoy día como el isocronismo del péndulo

 

Tipos de péndulo

Son muy variados los péndulos, atendiendo a su configuración y usos, a continuación, nombramos los más comunes:

El Péndulo simple

De este tipo de péndulo ya hemos hablamos, sin embargo, podemos agregar que un péndulo simple en condiciones ideales continuaría su movimiento oscilatorio perpetuamente. Sin embargo, en la realidad, el objeto que aporta la masa acaba deteniéndose, al cabo de cierto tiempo, por efecto de la fuerza de fricción con el aire.

El péndulo balístico

Se trata de un sistema utilizado para determinar la velocidad inicial de un proyectil.

El Péndulo compuesto

Es un modelo que permite, en el laboratorio de física, medir la aceleración de la gravedad y el momento de inercia del cuerpo rígido, aplicando el procedimiento de los mínimos cuadrados.

Otros tipos de péndulos

Otros péndulos que se construyeron, a través de la historia, para resolver problemas puntuales y han quedado como modelos de laboratorio para la enseñanza son:

  • El péndulo cicloidal
  • El péndulo de torsión
  • El doble péndulo
  • El péndulo de Foucault
  • El péndulo de Newton
  • El péndulo esférico
  • Movimiento pendular

En conclusión, podemos decir que el movimiento pendular es esencialmente bidimensional, en principio, dicho movimiento depende del ascenso y descenso del centro de masas con los cambios correspondientes de energía potencial gravitatoria, lo que permite un análisis mediante el principio de conservación de la energía, cuestión que resulta de gran valor a la hora de analizar sistemas de mayor complejidad.

 

Leyes del movimiento pendular

Por otra parte, los experimentos realizados en el tiempo han dejado las siguientes leyes del movimiento pendular:

  • El período de un péndulo es independiente de su amplitud

El periodo del péndulo es independiente de su amplitud, lo que quiere decir que, si se tienen dos péndulos de igual masa e igual longitud, pero a uno de ellos se le confiere una amplitud de recorrido mayor que al otro, en ambos casos la medida del período de estos péndulos es la misma.

  • El período de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud.

El período de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud, en este caso se establece que el período de un péndulo puede aumentar o disminuir en función de la raíz cuadrada de la longitud de ese péndulo.

Es indudable el aporte científico generado por un sistema de tanta sencillez, como lo es el péndulo. Es un sistema que no debe faltar en laboratorios de enseñanza de la física.