MOVIMIENTO PERIÓDICO

PROYECTO FÍSICO Y TECNOLÓGICO 

1. Identificación del problema

El movimiento periódico es fundamental para entender una gran variedad de fenómenos físicos presentes en la vida diaria, y uno de los ejemplos más representativos es el péndulo. Sin embargo, muchos estudiantes desconocen cómo actúa este sistema y de qué manera se relaciona con sus tres leyes principales.

¿Cómo actúa un péndulo respecto a sus tres primeras leyes (isocronía, longitud y gravedad), y cómo construir un modelo físico que permita observar de manera práctica su comportamiento periódico?

2. Exploración

¿Qué es el movimiento periódico?

Es un movimiento que se repite de manera regular en intervalos de tiempo iguales. Mantiene un patrón constante, como el vaivén de un columpio, las vibraciones de un resorte o las olas del mar. En física es esencial para comprender fenómenos como el sonido, la luz y el funcionamiento de los relojes. Un caso típico es el movimiento armónico simple, donde un objeto oscila alrededor de un punto de equilibrio.

¿Qué es un péndulo?

Un péndulo es un sistema compuesto por una masa suspendida de un punto fijo mediante un hilo o varilla. Oscila bajo la influencia de la gravedad y realiza un movimiento periódico que se repite en intervalos regulares mientras no haya fricción. Su precisión lo convirtió en pieza clave para la creación de relojes y estudios de física.

¿Cuáles son sus 3 leyes?

1. Ley de la isocronía:

Para oscilaciones pequeñas, el péndulo tarda el mismo tiempo en completar una oscilación sin importar si el arco es mayor o menor.

2. Ley de la longitud:

El período depende de la longitud del hilo: cuanto más largo es, mayor tiempo tarda en oscilar.

3. Ley de la gravedad:

El período también varía con la gravedad: en lugares con mayor gravedad, el péndulo oscila más rápido.

3. Diseño

Para representar de forma práctica cómo actúan las leyes del péndulo, se diseñó un modelo físico que permite observar el movimiento periódico. El diseño consiste en:

Una base firme de madera.

Un tubo o columna vertical que sostiene una madera horizontal.

Desde esta madera cuelgan dos péndulos:

Uno con tapas plásticas sin peso.

Otro con tapas plásticas con peso adicional.

Así se pueden comparar las oscilaciones, la influencia de la masa y el efecto de la longitud del hilo (nailon), permitiendo una visualización clara del movimiento periódico.

4. Materiales

1. Clavos de 1 ½ pulgadas

2. Madera plana para la base

3. Tubo de madera de 40 cm

4. Pelotas de pim pom

5. Nailon

6. Madera rectangular delgada

5. Construcción

1. Se coloca el tubo de madera sobre la base de madera plana.

2. Se fijan ambas piezas utilizando clavos para garantizar estabilidad.

3. Luego se coloca la madera rectangular delgada sobre la parte superior del tubo.

4. Se fija esta pieza utilizando clavos, formando una estructura firme en forma de “T”.

5. Se agragan las pelotas al prototipo 

6. Con el nailon se amarran las pelotas (las ligeras y las pesadas), y posteriormente se atan a la madera horizontal, permitiendo que cuelguen libremente.

De esta forma se construye un sistema simple que permite observar oscilaciones periódicas y analizar sus características.

6. Evaluación

El proyecto fue un completo éxito, ya que permitió demostrar de forma práctica cómo actúan las tres leyes del péndulo. La estructura construida funcionó correctamente: los péndulos lograron oscilar libremente, mostrando un movimiento periódico estable y repetitivo.