Home > Experimentos > Física en el parque infantil: Columpios y péndulos
< Volver

Experimentos > Física en el parque infantil: Columpios y péndulos

Categorías: Mecánica
Palabras clave: Ondas, Péndulo


Autor/es

M� Bel�n S�nchez Seara
Anne Borr�s Brufal

Qué se pretende demostrar

Comprobar la trayectoria que describe un péndulo (de arena) simple y un péndulo doble. Comparar ambos movimientos y observar la creación de las figuras de Lissajous en el caso del péndulo doble por la superposición de movimienos armónicos.



Dirigido a

  • Gran Público
  • Primaria
     


Materiales necesarios

Dos cuerdas, dos botellas de plástico, arena fina, una pala, estructura soporte para el péndulo y superficie para el dibujo.



Descripción

  • Para construir cada péndulo de arena, cortamos la base de una botella de plástico, hacemos dos orificios en sus laterales para pasar la cuerda y un orificio en el tapón de la botella para dejar salir la arena.
  • Colocamos el soporte del péndulo: en nuestro caso una estructura similar a la de un columpio, pero es suficiente una madera rígida fijada sobre el respaldo de dos sillas, por ejemplo.
  • Sujetamos el péndulo simple al soporte a modo de columpio, con dos cuerdas paralelas atadas a cada uno de los laterales de la primera botella, de modo que su movimiento sea en un plano perpendicular al soporte.
  • Sujetamos el péndulo doble al soporte con dos cuerdas unidas en un punto del que parte el segundo péndulo. Así la cuerda del péndulo se observa con forma de “Y”. En la parte inferior de la cuerda colocamos la segunda botella con las cuerdas atadas a sus laterales. Esta disposición hará que tengamos un primer péndulo de longitud L1 y un segundo péndulo de longitud L2. Para conseguir buenas figuras debemos procurar que la longitud total de la cuerda y la longitud L2 sean grandes, mientras que la longitud L1 debe ser pequeña.
  • Colocamos una superficie de color oscuro: cartulina negra, caja pintada de color negro, etc. bajo el péndulo.
  • Echamos arena en cada uno de los péndulos con la ayuda de la pala (tapando el orificio de salida), los apartamos de la vertical y los soltamos dejando libre el orificio de salida de la arena, para que vayan dibujando la trayectoria en la superficie.
  • Finalmente se trata de observar la diferencia en la trayectoria en el péndulo simple y el doble. En el caso del péndulo simple observaremos trayectorias rectas (si permitimos el movimiento sólo en un plano perpendicular al soporte) o trayectorias elípticas (si lo apartamos inicialmente ligeramente de dicho plano).
  • En el caso del péndulo doble observaremos trazos más interesantes, describiendo trayectorias elípticas que no se cierran sobre sí mismas, sino que se van desplazando ligeramente, quedando confinadas siempre a una región rectangular. Estas trayectorias reciben el nombre de figuras de Lissajous y son debidas a la superposición de dos movimientos armónicos en distintos planos de oscilación y con diferente longitud.
  • Podemos probar distintas relaciones entre las longitudes del péndulo doble para observar distintas trayectorias (aunque siempre confinadas en una región rectangular) y con distinta relación de ángulos de movimiento de los péndulos.


Existe alg�n riesgo

No



Imágenes

 


Enlaces

http://www.tianguisdefisica.com/pendulo4.htm
http://www.tianguisdefisica.com/pendulo3.htm



Para saber m�s



Observaciones

Sugerimos probar el experimento utilizando pintura en lugar de arena sobre una base de papel de dibujo absorbente para poder observar y comparar mejor las diferentes trayectorias, además de obtener una interesante representación artística del fenómeno físico:http://www.experciencia.com/2011/03/experimentos-con-movimiento-pintura-con.html.