Péndulo Simple.

¿Vibraciones en el auto? ¿Quién habría pensado en eso?

Es muy común que cuando vas en un automovil (manejando y/o pasajero) pases por algunas calles empedradas y de repente ¡Boom! se da un movimiento vibratorio, el cual hace brincar a todos. Pero ¿te has dado cuenta que el movimiento depende mucho de la velocidad a la que vaya en auto? ¿Es cierto qué a mayor velocidad menor movimiento vibratorio? ¿O viceversa?

En esta ocación me di a la tarea de responder estas preguntas, para lo cual yo me base en la hipótesis de que a mayor velocidad menor movimiento y a menor velocidad mayor movimiento. Para empezar realice un vídeo en el cual se observa un automovil de juguete realizando un desplazamiento sobre una superficie rugosa, el primer vídeo muestra al auto desplazándose a una velocidad "relativamente alta".

A simple vista se puede observar que mi hipótesis es acertada, en este caso al principio se observa que el auto se mueve mucho pero al tener tiempo llevándose a cabo el movimiento, el automovil ya casi no es afectado por el movimiento vibratorio. Si observamos bien este tipo de comportamiento físico lo podemos asociar al fenómeno físico llamado OSCILACIONES AMORTIGUADAS.

En el siguiente vídeo se muestra el efecto contrario, es decir, cuando el auto lleva una velocidad pequeña.

Para que esto tenga sentido busque un simulador en el cual se pueda observar mejor este fenómeno y me di a a la tarea de representar los dos experimentos variando las velocidades. Y estos fueron los resultados:
En la primera foto se observa que le pusimos una velocidad de 90, en la gráfica del movimiento se observa que a el movimiento comienza a ser constante en un menor tiempo posible.

Y ya en la segunda imagen se puede observar que el movimiento comienza a ser más constante en un lapso de tiempo mayor.

Con estas evidencias, ahora si podemos afirmar que el movimiento de un automovil se comporta de acuerdo con este fenómeno. Por consiguiente se pueden escribir las ecuaciones de movimiento y demás factores que intervienen en este movimiento.

Y ya por ultimo cabe resaltar que el comportamiento del automovil esta ligado principalmente a la suspención de éste, que tiene como objetivo absorver las irregularidades del terreno sobre el que se desplaza y mantener las ruedas en contacto con el suelo para proporcionar un adecuado nivel de confort y seguridad de marcha.

Bibliografia:

http://www.slideshare.net/kurtmilach/oscilaciones-amortiguadas-forzadas-y-resonancia#btnPrevious

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/oscilaciones/amortiguadas/amortiguadas.htm

Péndulo Simple.

El péndulo simple es uno de los modelos físicos que empleamos nosotros como químicos para poder entender mejor el comportamiento de las moléculas.

Se denomina péndulo simple (o péndulo matemático) a un punto de masa m suspendido de un hilo "innextensible" de longitud l y sin peso, que puede oscilar en torno a una posición de equilibrio. Cabe resaltar que un péndulo matemático no tiene existencia real, ya que los puntos y los hilos sin masa son entes abstractos. Sin embargo, en la práctica son muy útiles las suposiciones y se considera un péndulo simple a un cuerpo de reducidas dimensiones suspendido de un hilo inextensible y de masa despreciable comparada con la de un cuerpo. En el laboratorio empleamos un péndulo simple un sólido colgado de un fino hilo, hilo de cobre, hilo cáñamo, etc.

El péndulo matemático describe un movimiento armónico simple en torno a su posición de equilibrio, y su periodo de oscilación alrededor de dicha posición está dada por la ecuación siguiente:

donde L representa la longitud medida desde el punto de suspensión hasta la masa puntual y g es la aceleración de la gravedad en el lugar donde se ha instalado el péndulo.

Sobre el péndulo actúan el W (peso) y la tensión. Podemos decir que el peso se descompone en una componente normal:

                                                 m.g.cos θ

y una componente tangencial de valor:

                                                 m.g.sen θ

Este es positivo si estamos desplazado el cuerpo hacia posiciones negativas y negativo cuando el pendulo se desplaza hacia posiciones positivas.
Esta componente tangencial es la que actúa como fuerza restauradora.

                                            F = -m.g.sen θ

Si no es demasiado grande (15º- 20º) sen θ es aproximadamente θ si lo expresamos en radianes.
Por tanto:
                                        F = -m.g.sen θ ≈ -m.g.θ

Como la fuerza también se puede expresar:

Experimento.

Experimentalmente solo pude hacer un pequeño péndulo casero, pero encontre

un simulador en donde se puede variar la longitud de la cuerda, la masa, la caeleración de la gravedad y la amplitud. Este simulador te muestra las garficas de la velocidad, elongación, aceleración, fuerza y energía.

Aquí les dejo el link para que puedan meter sus propios valores y con las graficas se den una idea de como es el movimiento de este sistema.

SIMULADOR:

http://www.walter-fendt.de/ph14s/pendulum_s.htm

Bibliografía:

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/elasticidad/ap05_pendulo_simple.php

http://www.uclm.es/profesorado/ajbarbero/Practicas/02_Pendulo_simple.pdf

http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/9640/3/XII_CUIEET_Barcelona_p854_2004_pre.pdf

Elaborado por: Angélica Pilar Nieto Colin.