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4 de mayo de 2014

Conocer Ciencia: Experimentos con péndulos (II)

 Continuamos hablando sobre el péndulo. Puede ver la primera parte aquí.

1. El péndulo y el método científico (3 experimentos)

Para realizar nuestro experimento necesitamos un carrete de hilo y un par de tuercas de diferente tamaño.

Para construir un péndulo simple atamos un trozo de hilo a una de las tuercas y luego atamos el otro extremo del hilo a algún soporte que permita a la tuerca oscilar sin tocar el suelo.

Si apartamos la tuerca de la posición de equilibrio (la vertical) y la dejamos oscilar libremente tenemos un péndulo simple. Llamamos período del péndulo al tiempo que tarda la tuerca en realizar una oscilación completa.

¿De qué factores depende el período de oscilación del péndulo? ¿Dependerá de la amplitud de las oscilaciones, del tamaño de la tuerca o de la longitud del hilo? Para averiguarlo realizamos tres experimentos:


 

Experimento 1: construimos dos péndulos simples idénticos (misma longitud del hilo y tuercas iguales) y luego apartamos los péndulos de la posición de equilibrio de manera que uno de ellos tenga una amplitud de oscilación mayor. Podemos ver que las dos tuercas tardan el mismo tiempo en completar una oscilación

Conclusión 1: el período de oscilación del péndulo no depende de la amplitud de las oscilaciones.

Experimento 2: construimos dos péndulos de igual longitud pero con tuercas diferentes. Si apartamos los dos péndulos de la posición de equilibrio y los soltamos vemos que tardan el mismo tiempo en completar una oscilación.

Conclusión 2: el período de oscilación del péndulo es independiente del tamaño de la tuerca.

Experimento 3: construimos dos péndulos de diferente longitud con tuercas de igual tamaño. Si apartamos los dos péndulos de la posición de equilibrio y los soltamos vemos que el péndulo de menor longitud tarda menos tiempo en completar una oscilación.

Conclusión 3: el período de oscilación del péndulo depende de la longitud del hilo. Si la longitud del hilo es menor tarda menos tiempo en completar la oscilación y, por tanto, su período de oscilación es menor.


2. El péndulo de Foucault 


Foucault pendulum animated Rosa polar: una ecuación bella para un experimento bello.

El péndulo de Foucault es considerado uno de los experimentos más bellos. ¿Y qué es un experimento bello? Por bello se entiende, según la revista Physics World, aquel que para su demostración exigiera el menor número de elementos posibles y produjera a su vez resultados sorprendentes.


Estaremos de acuerdo que un péndulo es muy sencillo de fabricar: una cuerda y un peso. Lo único que hay que hacer a continuación es balancearlo.

En muchos parques de las ciencias habréis visto un péndulo de Foucault que va derribando poco a poco los montículos que hay colocados en forma de reloj. Nuestra percepción es que es el péndulo el que se mueve, pero realmente, como comprobó Foucault*, es la Tierra la que realmente gira mientras que el péndulo siempre se balancea hacia la misma dirección.

Tenemos así los dos factores para que un experimento sea bello: elementos sencillos (cuerda y peso) y resultados sorprendentes (demostrar que la Tierra gira sobre su eje).

Una animación del péndulo de Foucault:



Un péndulo de Foucault en acción, en el Museo de la Ciuad de las Ciencias y las Artes de Valencia (España). 


La gracia es que nadie mueve el pendulo. El pendulo es movido por la propia tierra al rotar, demuestra por tanto la rotación de la tierra ya que tal movimiento que para nosotros es imperceptible permite que elementos suspendidos como este se muevan.


 La guía didáctica para elaborar un péndulo de Foucault (para los más avezados en ciencias):




3. Cómo hacer un péndulo de pintura

Un péndulo puede realizar magníficos dibujos y diseños. Sólo tienes que ver el video y seguir las instrucciones. Es muy sencillo y divertido. Algunas obras de arte AQUÍ.




4. El péndulo y la energía

Y, con ustedes, una vez más, Walter Lewin (del MIT). En esta ocasión nos enseña sobre la energía potencial y la energía cinética de un péndulo. Y realiza un experimento donde pone en riesgo su propia video. Tienen que verlo:



Para conocer más sobre la energ+ia potencial y cinética de un péndulo ingresa aquí.

 5. Radiestesia (pseudociencia)

Existe una pseudociencia llamada radiestesia, se supone que el péndulo atesora un poder para sanar y curar, además de adivinar el futuro. Obviamente no hay causalidad entre las oscilaciones de un péndulo y el estado de salud de un ser humano, no obstante, nos comentan, que estas charlatanerías proliferan mucho en algunos lugares del globo, como España.

Si quieren desperdiciar 6:38 minutos de su vida vean el siguiente video:




6.Miscelánea

6.1. Un embudo-péndulo



Estos experimentos fascinarán a los niños, sobre todo a los más pequeños. Puede leer el artículo completo AQUÍ. Es una variación del péndulo artista, pero en vez de una botella de plástico se emplea un embudo (también de plástico).

6.2. Un caramelo-péndulo

En este video verás cómo con una paleta de caramelo se puede también hacer un péndulo. Es más puedes colocar cualquier objeto: tuercas, pelotas, botellas, embudos, emplea tu imaginación ¡y descubre!

6.3. El columpio


Mientras te columpias en un parque también puedes conocer y comprender las propiedades de un péndulo. Para ello solo necesitas un cronómetro y muchas ganas de divertirte. Todas las instrucciones las encuentas en la web BIg Bang.

6.4. El péndulo electrostático


En el experimento de hoy, crearemos nuestro propio péndulo electrostático, de manera sencilla y sin que nos lleve mucho tiempo. No supone ningún riesgo, por lo que cualquier niño podrá realizarlo en casa. Los materiales que utilizaremos son muy fáciles de encontrar. Este video lo dice todo:


 6.5. Péndulo de Foucault en miniatura

No se Dan mchos Datos en la web original, pero los creadores de este experimento afirman que viendo el siguiente video TODO se puede entender con gran claridad. A ver, juzguen ustedes:


 


¿No entendiste nada?.De todas maneras Pablo Covaleda, a través de YouTube, nos da una escueta explicación:

"Mafalda" está sobre la Tierra que gira naturalmente!, y el péndulo al oscilar apunta siempre a "Felipe" que no se mueve, por lo que a Mafalda le parece que el péndulo a girado...pero la que ha girado es la Tierra, espero que si alguna vez ve un péndulo de Foucault te des cuenta de que el que se ha movido es el observador que esta en la Tierra y no el péndulo.

6.6. Péndulo de electricidad electrostática de Franklin

Para esta ocasión  les traigo un experimento relativamente facil pero casero llamado campana o péndulo de Electricidad Estática, inventado por  Benjamin Flanklin para detectar posibles tormentas eléctricas. Pero que ademas puede tener otras aplicaciones mas caseras.



Bueno, eso es todo por hoy. Hasta pronto.

Leonardo Sánchez Coello
leonardo.sanchez.coello@gmail.com


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