movimiento armónico simple (shm):
* Escenario ideal: En un vacío perfecto, un péndulo simple oscilaría de ida y vuelta con una amplitud y período constantes. Este movimiento idealizado es shm.
* Período: El período de oscilación (tiempo para un swing completo) depende solo de la longitud del péndulo y la aceleración debido a la gravedad.
amortiguación:
* Resistencia del aire: Las moléculas de aire chocan con el péndulo bob, creando una fuerza de fricción que se opone a su movimiento. Esta fuerza se conoce como resistencia al aire o arrastre.
* Pérdida de energía: La resistencia al aire hace que el péndulo pierda energía con cada swing, lo que resulta en una disminución gradual de la amplitud.
* Decadencia exponencial: La amplitud de la oscilación decae exponencialmente con el tiempo, lo que significa que disminuye por una fracción constante en cada intervalo de tiempo.
Características clave de SHM amortiguado:
* movimiento oscilatorio: El péndulo todavía oscila, pero la amplitud disminuye con el tiempo.
* Amplitud decreciente: El desplazamiento máximo del equilibrio se hace más pequeño con cada swing.
* Período constante: El tiempo para una oscilación permanece aproximadamente constante, incluso cuando la amplitud disminuye. Esto es cierto para la amortiguación de la luz.
Factores que afectan la amortiguación:
* Densidad del aire: Una mayor densidad del aire conduce a una mayor amortiguación.
* Pendulum Bob Shape: Una superficie más grande o menos forma aerodinámica aumenta la amortiguación.
* Pendulum Bob Speed: Una mayor velocidad da como resultado una resistencia al aire más fuerte.
Visualización del movimiento:
Imagina un péndulo que se balancea de un lado a otro. En el vacío, sus cambios serían perfectamente simétricos y continuos. En el aire, los columpios se vuelven gradualmente más pequeños hasta que el péndulo finalmente descansa.
En resumen:
El movimiento de un péndulo simple en el aire es una combinación de SHM y amortiguación debido a la resistencia al aire. El péndulo oscila con una amplitud decreciente mientras mantiene un período casi constante hasta que finalmente se detiene.
