¿Qué es la física del péndulo?
La física del péndulo se usa para describir el movimiento oscilante de un péndulo causado por la gravedad. Para crear un péndulo, un peso, llamado bob, se cuelga de un punto fijo, llamado pivote. Al tirar del péndulo hacia atrás y soltarlo, se balanceará hacia adelante y hacia atrás debido a la fuerza de la gravedad y la tensión a lo largo de la cuerda o el cable del que cuelga el peso. El movimiento continúa como resultado de la inercia.
De acuerdo con la ley básica de inercia, ya sea que un cuerpo esté en reposo o en movimiento, continuará en ese estado a menos que una fuerza externa actúe sobre él. En el caso de la física del péndulo, el péndulo continuará balanceándose a menos que una fuerza externa actúe para detenerlo. Como no hay fuerzas externas actuando sobre él, puede continuar oscilando indefinidamente a través del mismo arco.
La acción de un péndulo es un buen ejemplo de la conservación de la energía mecánica. Esta ley de la física establece que la energía dentro de un sistema siempre permanece constante. En otras palabras, la suma de la energía es siempre la misma y la energía no se puede crear ni destruir. Hay muchos tipos diferentes de estados de energía en los que puede estar un objeto, como cinético, potencial, químico, nuclear y térmico. Los estados de energía potencial y cinética, o en movimiento, son los que se miden y se observan en la física del péndulo.
Cuando un péndulo se balancea, su estado de energía cambia en función de en qué parte del arco se encuentra el bob, pero lo que permanece igual es la suma total del potencial del bob y la energía cinética; en otras palabras, la energía se conserva. En el punto más alto del péndulo, no tiene velocidad y toda la energía en el sistema es potencial. A medida que cae a través del arco, el bob gana velocidad y energía cinética mientras pierde energía potencial. Una vez que pasa a través del fondo del arco, comienza a disminuir y pierde energía cinética mientras gana altura y energía potencial. Aunque la energía cinética y potencial varía, las mediciones físicas del péndulo muestran que el total permanece igual en todos los puntos del arco del péndulo.
En física del péndulo, se supone que la resistencia al aire y la fricción no existen en el bob. Dado que la energía de un sistema de péndulo se conserva, se dice que tiene movimiento perpetuo, que puede continuar indefinidamente mientras no se pierda energía en otros objetos o alrededores. El hecho de que un péndulo continúe oscilando de la misma manera con el tiempo es la razón por la que se usó en relojes para mantener la hora, y se usó inicialmente para tomar medidas de la fuerza gravitacional.