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Péndulos Acoplados Narian Espitia, Liliana Figueroa, Gabriela Ruiz, Diana Gómez,

RESUMEN El principio de transferencia de energía se aplica al sistema de dos péndulos acoplados, el cual consta con dos modos propios de oscilación. Se pretende por tanto medir las variables implicadas en un sistema de osciladores armónicos acoplados. Palabras Claves: Armónicos, Péndulos Acoplados, Oscilación, Transferencia de energía.

ABSTRACT The

principle of energy transfer is applied to the coupled coupling system, which has two own oscillation modes. The aim is therefore to measure the variables involved in a coupled harmonic oscillator system. Key Word: Coupled pendulumn, hurmonic, oscillation, transfer of energy. 1. INTRODUCCIÓN Este sistema de péndulos acoplados se conserva la energía entre los péndulos; este principio es muy utilizado en la actualidad aplicándolo en las edificaciones para generar la transmisión de energía entre dos puntos de soporte, evitando la rigidez de la edificación y proporcionando un mayor sismo resistencia; otra característica de un sistema como estos es el amortiguamiento que se presenta en los movimientos, pudiendo aplicar este principio en la disminución de la rigidez de un sistema.

2. MARCO TEÓRICO Un péndulo simple está formado por una masa puntual suspendida de un hilo inextensible y sin masa, capaz de oscilar libremente en torno a su posición de equilibrio. Cuando separamos ligeramente la masa de la posición de equilibrio, ésta oscila a ambos lados de dicha posición realizando un movimiento armónico simple. Este péndulo simple es capaz de almacenar energía potencial debido a su posición gravitatoria, y transformarla en energía cinética. Si no existiera rozamiento este proceso no terminaría nunca. La energía de este oscilador es proporcional al cuadrado de la amplitud. Dos péndulos simples unidos entre sí mediante un hilo de forma horizontal y situados a la misma altura forman un péndulo acoplado. En éste, la energía se transfiere por el hilo pasando de un péndulo a otro progresivamente. Si se hace oscilar uno de los péndulos, después de un tiempo comenzará a frenarse gradualmente mientras que el otro péndulo empieza a oscilar aumentando su amplitud progresivamente. Llegará un momento en que el primer péndulo se pare totalmente, pues su energía se transfiere al segundo que alcanza su amplitud máxima, empezando ahora el proceso en sentido inverso.

3. OBJETIVOS  Comprobar experimentalmente la existencia de las pulsaciones cuando se superponen dos movimientos armónicos simples  Determinar la frecuencia de las pulsaciones en un sistema de péndulos acoplados  Medir la frecuencia de los modos de oscilación de un sistema de péndulos acoplados  Comprobar experimentalmente la relación existente entre la frecuencia de los modos de oscilación y la frecuencia de las pulsaciones en un sistema de péndulos acoplados.

4. MATERIALES Pie estativo ______________ 1 Varilla de soporte 600mm___2 Varilla soporte 250mm_____1 Varilla de soporte con orificio. Nuez doble_______________2 Platillo para pesas de ranura 1 Pesa de ranura 10g________2 Pesa de ranura 50g________2 Juego de pesas____________1 Cronometro______________1 Cinta métrica_____________1 Sedal 2m_________________1

5. MONTAJE PROCEDIMIENTO Con los materiales construya el sistema. 

 

Y

suministrados,

Aleje uno de los péndulos unos cuantos centímetros de la posición de equilibrio, libérelo y observe lo que sucede. Determine la frecuencia de las pulsaciones del punto anterior. Coloque a vibrar el sistema en sus modos de oscilación y determine las respectivas frecuencias de oscilación. Nota: Evite que los péndulos se enreden con el hilo de acople. La masa utilizada en el centro puede ser disminuida y no debe ser bajada demasiado con respecto a las masas de los péndulos.

6. EVALUACION  Describa lo sucedido en el procedimiento 1. De una explicación.  ¿Cuántos modos de oscilación tiene este sistema?  ¿Existe alguna relación entre las frecuencias de los modos de oscilación y la frecuencia de las pulsaciones? Explique.  ¿Qué papel cumple la masa ubicada entre los dos péndulos?  De 5 ejemplos de sistemas de péndulos acoplados que se presenten en la naturaleza.  ¿Qué relación existe entre la solución del sistema



cuando oscila según el procedimiento 1 y cuando lo hace en los modos de oscilación? ¿Es el movimiento observado un movimiento armónico simple amortiguado?

7. CONCLUSIONES . 8. REFERENCIAS .