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Tiempo de oscilación de un péndulo

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almagro100

Forer@ Senior
Sin verificar
Estoy leyendo sobre péndulos y descubro con sorpresa que el tiempo de oscilación no depende del peso del péndulo.
Para sustituir en un reloj el péndulo, si varío la longitud del péndulo, cómo lo compenso para que la oscilación mantenga la frecuencia?
tiempo-oscilacion.JPG
 
en un reloj de pendulo no puedes variar la longuitud a su centro de gravedad, pues si lo haces varias el tiempo y el reloj te atrasaria o adeantaria.
si varias el peso no varias el tiempo, esta es una de las leyes fundamentales del pendulo.
 
Longitud y peso son parámetros con distinta finalidad, la longitud determina la frecuencia de oscilación, la mayoría de la relojería de pared utiliza el péndulo de 1 ", el de 3/4 " o el de ½ ".

Comparativa de lo dicho en función a longitud.

Un saludo

comparativa.jpg
 
Hola que formula mas bonita Tiempo o frecuencia= 2 por 3,1416 por raiz cuadrada de la Longitud partido por la Gravedad " bueno si nos atenemos a la formula y para que sirve ?.
L= 2 por 2 por T al cuadrado por G partido por 2 por 3,1416 al cuadrado; si queremos dar un largo determinado al pendulo y si mantenemos el Tiempo pues alteramos la Gravedad y eso no puede ser.
Entonces para que sirve la formula? pues nada mas que para conocer la gravedad de un lugar determinado, eso quiere decir que no se puede aplicar para reducir o alargar un pendulo de reloj porque variariamos su frecuencia o T, sin embargo conociendo la Longitud y el Tiempo de oscilacion o frecuencia podremos conocer la Gravedad de ese lugar que de eso trata la formula
Bueno si estoy confundido que alguien me corrija
Saludos
 
Y la conclusión cuál es...
 
Bueno, tal y como yo lo entiendo, esta formula, además de para condiciones de laboratorio (aislado en ausencia de fenómenos externos) está realizada tomando algunas aproximaciones lo cual es normal en esta nomenclatura. Esta fórmula solo sirve para pequeñas oscilaciones (ángulos muy pequeños) y en ausencia de elementos extraños, tales como rozamiento, etc...

"g" es una "constante", aunque es verdad que depende de tu posicionamiento sobre la corteza terrestre. La gravedad "g" depende de la longitud-latitud y de la altura a la que estés situado, por eso un reloj puesto en hora a nivel del mar, matemáticamente según la fórmula, a 1000 m de altura tendrá atraso o adelanto, que aunque es poco, sería perceptible al cabo de un tiempo de funcionamiento.
Pero una vez que tu estas posicionado en un lugar, el valor de "g" es constante y no varia, siempre qeu estés quieto y por ello para una longitud "l" definida, SOLO corresponde un único valor de periodo (T).
Aunque cambies de posición, he de decir que para que varie la "g" hay que hacer GRANDES cambios de posicion y aúna sí solo afectará al segundo decimal.

Un ejemplo, la diferencia del valor de "g" que existe a nivel del mar y a 4000 m , para la misma latitud, es de aprox. 0.012 m/s2, lo cual equivale a aprox. 0.12% de diferencia entre ambos valores. En un experimiento teorico IDEAL (hipoteticas condiciones de laboratorio) con un péndulo necesitaríamos varios días funcionando para ver que retrasa/adelanta algún segundo a la semana/mes.

El valor medio de g universalmente utilizado, para cálculos "simples" es 9.80665 m/s2, adoptándose, el redondeo a 9.81 m/s2 como valor standard. Es lo que se utiliza en ingeniería, etc... Para temas ya de física, astronomía, etc... y de gran calado con elementos de precisión hay que tener en cuenta la variación de g en función de tu posicionamiento.

Por ejemplo si tenemos un péndulo, lo hacemos oscilar, como podemos medir el periodo (cronometro) y la longitud (metro) , podemos precisar la "g" de ese sitio. Pero para ello dado que "g" varia muy poco necesitariamos procedimientos de medida muy precisos para hacer un buen cálculo de "g".

Es una formula, como he dicho al comienzo teórica, para condiciones especiales de laboratorio, en nuestros relojes, el péndulo estaría afectado por la fricción del aire en el que se mueve (además de otras afecciones) que tienden a pararlo. Ese fenómeno, así como otros, no está contemplado en la fórmula.

No se si he metido una chapa, espero haberlo aclarado, en vez de enredearlo.
Gracias por leer.
 
Parece que la fórmula suscita preguntas de para qué, os explico un poco mi curiosidad.
Estoy pensando en realizar un reloj mecánico en madera y por esa razón estoy informándome sobre los mecanismos.
He visto en algunas web ventas de péndulos donde especifican el peso, incluso yo he pesado algunos de los péndulos de los relojes que tengo pensando que eso tenía algo que ver, por eso me ha sorprendido el descubrimiento.
La fórmula sirve para relacionar el tiempo (T) que tardará el péndulo en hacer un ida-vuelta (2) con una distancia determinada (l), los demás valores, π y g son constantes y no podemos variarlas. Por lo tanto en para determinar la longitud del péndulo una vez elegida la frecuencia o al contrario. Lo normal sería elegir la longitud, porque la frecuencia ha de establecerse antes a la hora de diseñar el tamaño y la relación de engranajes.
Son las conclusiones a las que voy llegando. Si estoy equivocado agradecería consejos.
Gracias a todos.
 
No estas equivocado, la formula que pones es correcta pero bajo varios supuestos, tales como ausencia de fuerzas externas. Esto quiere decir que dicha formula solo valdría para un hipotético caso de un péndulo funcionando en el vacío (sin rozamiento del aire que lo rodea ) y suspendido de un eje sobre el que pueda pivotar con rozamiento CERO (lo cual físicamente es IMPOSIBLE). Son condiciones que NUNCA se pueden conseguir Si dichas condiciones fuesen posibles de conseguir, soltando el péndulo desde una altura dada, este osicilaria infinitamente sin pararse, ya qeu no hay eleemntos externos qeu tiendan a pararlo. Tendríamos el movimiento perpetuo, lo cual es IMPOSIBLE por otros fundamentos físicos, etc.. que no vienen al caso.

Si tuviésemos que establecer una formula real para el movimiento del péndulo sería una formula MUCHISMO mas complicada, donde intervendrían muchos mas parámetros como dimensiones, peso, etc.. ya que en la vida real un cuerpo moviéndose en el aire es sometido a una fuerza de fricción (aerodinámica) que tiende a pararlo.

Entonces como influye el peso en un péndulo?? Pues es un tema de inercia, la resistencia que tiene un cuerpo a pararse.
Imaginemos un péndulo funcionando que pesase 1 kilo y estuviese oscilando, lo pararías con un dedo fácilmente. Imagínate el mismo péndulo con la misma longitud pero que pesase una tonelada, no lo pararías tan fácilmente. Esto significa que una vez puesto en movimiento cuesta mas pararlo, es mas estable el sistema.
Por otro lado cuanto mas pese el péndulo , mas fuerza va a tener que soportar el pivote sobre el que gira y a mas fuerza soportada, mas rozamiento se produce y esta es una fuerza que tiende a parar el péndulo.
La forma también intervendría, es lo qeu conocemos como aerodinamica. Para el mismo peso es mas estable un disco que corta mejor el aire , que una esfera. o un cubo.

Mas peso le da mas estabilidad el conjunto pero llega un momento en que el peso, lo que hace es perjudicar el movimiento.


Las formulas exactas que manejan la vida real son muy complejas y difíciles de formular , por ello nos regimos en la mayoría de los casos por formulas aproximadas que se acercan en mayor/menor medida a nuestra realidad. Desde la formulas "básicas" a la "real" hay muchas formulas intermedias que se utilizan en función de la utilidad que vaya a tener la pieza en cuestión. No se utiliza la misma fórmula para calcular los tornillos que se venden para colgar cuadros que los tornillos que sujetan las alas de un avión, por poner un ejemplo drástico.

tandetemps ya te hadado una pista acerca de las longitudes "teoricas" de los péndulos en función de su frecuencia.

Saludos.
 
Hola Almagro sobre eso que quieres hacer tu, hay mucho esquemas publicados y muchos modelos realizados, asi que no te tienes que comer mucho el tarro solo busca en " mecanismos reloj de madera" y veras todo lo que te encuentras, para perder el gusto
Saludos
 
  • #10
Hombre, elmonje, se trata de eso, de comerse el tarro, soy un amante del diseño y por eso, porque he visto preciosidades en mecanismos de madera, mis pasos van hacia eso.
Sobre sillas hay infinidad de diseños y aún hay gente proyectando ideas sobre su estructura, incluyo proponiendo novedades.
Un saludo y un empuje a todo proyecto.
 
  • #11
Ha bueno, si se trata de hacer algo nuevo, pues todo mi apoyo. Pues como esos relojes no van metidos en cajas normalmente y como tu problema es el pendulo, tienes tambien el pendulo doble que es bastante vistoso y te permite ajustarlo con 2 masas enfrentadas. Pero como las ideas ya estaran preconcebidas de mano pues igual estoy metiendo la pata, asi que si es asi, pido disculpas
Saludos
 
  • #12
Ha que se me olvidaba, si quieres algo duradero y sin problemas para la posteridad utiliza contrachapado fenolico, los cambios de la humedad ambiente afectan mucho a las maderas
Saludos
 
  • #13
Gracias elmonje, me informaré sobre esa madera.
 
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