Diferencia entre péndulo simple y péndulo compuesto

Antes de ir a saber la diferencia entre el péndulo simple y el péndulo compuesto, tenemos que saber claramente sobre el péndulo simple y el péndulo compuesto individualmente. Un péndulo es un peso o cuerpo colgado de un punto fijo para que oscile de un lado a otro. Hay muchos tipos diferentes de péndulos que hay. El péndulo simple y el péndulo compuesto son los dos tipos entre los muchos tipos diferentes de péndulo.

¿Qué es un péndulo simple?

Un péndulo simple se usa en relojes. El péndulo simple simplemente tiene un peso llamado bob, al colgar el bob al resorte, dará una acción de balanceo porque la gravedad tira hacia abajo. 

Para encontrar el período de un péndulo simple, debemos suponer que en un plano perfecto, el péndulo oscilará, la gravedad permanece constante, la fricción entre el aire y el sistema permanece constante, el brazo del péndulo no se dobla ni se comprime, y también debe ser sin masa entonces solo podemos encontrar el período de un péndulo simple.

El período de tiempo de un péndulo simple = Tiempo total que se toma/Número de oscilaciones

o

T =2 π √(L/g) 

dónde 

• T es el período de tiempo, 
• L es la longitud del péndulo, y 
• g es la gravedad de la tierra (g = 9,8 m/s ² ).

Ejemplos de un péndulo simple son: cuna, relojes, puenting, etc.

El diagrama de un péndulo simple se muestra a continuación.

Las ventajas del péndulo simple son,

• Es fácil de usar y de bajo costo de instalación.
• Las operaciones de seguridad se realizan mediante este simple péndulo.

Las desventajas del péndulo simple son,

• Una lenteja de péndulo simple no pesa menos que una lenteja muy pesada.
• El movimiento de la lenteja no es lineal.
• La resistencia y la flotabilidad son despreciables.

Aplicaciones del Péndulo Simple

1. En el trampolín se utiliza un péndulo simple.
2. En la construcción a prueba de terremotos se utiliza un péndulo simple.
3. En Bungee Jumping se utiliza un péndulo simple.
4. En los instrumentos musicales se utiliza un péndulo simple.

¿Qué es el péndulo compuesto?

Una barra de pesas de péndulo compuesto que está en modo oscilación y oscila libremente sobre el acceso horizontal. El período de tiempo del péndulo compuesto se mide desde el centro de oscilación hasta el nivel del pivote. El péndulo compuesto también se conoce como péndulo físico.

Radio de oscilación del péndulo compuesto = I/(m × R) 

dónde 

• yo soy la inercia, 
• m es la masa, y 
• R es la distancia entre el centro de masa y el valor de pivote.

Periodo de tiempo del péndulo compuesto= 2 × π(√(I/mgR)) 

dónde 

• g es la aceleración de la gravedad.

Ejemplos de péndulos compuestos son: máquina de distribución de peso, barcos de vela, tractores agrícolas, etc.

El diagrama general del péndulo compuesto se muestra a continuación.

Las ventajas del péndulo compuesto son,

• El tiempo se puede calcular con precisión utilizando un péndulo compuesto.
• El péndulo compuesto tiene más energía.

Las desventajas del péndulo compuesto son,

• El péndulo compuesto varía su comportamiento mientras se mueve alrededor de la tierra.
• Si la temperatura cambia, el período de tiempo de la oscilación también varía.

Aplicaciones del péndulo compuesto

1. En los tractores agrícolas se utiliza un péndulo compuesto.
2. En los veleros se utiliza el péndulo compuesto.
3. En los palos de hockey se utiliza un péndulo compuesto.
4. En golf se utiliza un péndulo compuesto.

Diferencia entre péndulo simple y péndulo compuesto

Péndulo Simple	Péndulo compuesto
Un péndulo simple es como un modelo ocioso usado como referencia a otro péndulo que sí sirve para la realidad.	Un péndulo compuesto tiene un peso y una forma finitos y se usa como un péndulo real.
La suspensión se debe a la fuerza de tensión que actúa sobre la cuerda.	No se requiere fuerza de tensión para la suspensión porque no se necesita cuerda ni hilo.
Cuerda o hilo se utiliza para la suspensión de un péndulo simple.	La cuerda o el hilo no se utilizan para la suspensión del péndulo compuesto.
El período de tiempo de un péndulo simple es la raíz cuadrada de la relación entre la longitud del péndulo y la aceleración.	El período de tiempo del péndulo compuesto es la raíz cuadrada de la relación 2/3 de la longitud de la aceleración debida a la gravedad.
La conservación de la energía mecánica se observa en cada oscilación.	La conservación de la energía mecánica se observa en cada oscilación.
En el centro de la lenteja del péndulo simple actúa la gravedad.	Para el péndulo compuesto, la gravedad actúa hacia el centro de masa del péndulo compuesto.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: Si el período de tiempo de un péndulo simple es de 2,5 s, determine su longitud.

Responder: 

Sabemos que la fórmula para un período de tiempo de un péndulo simple, 

T=2 π √(L/g)

dónde, 

L= longitud del péndulo simple, g=gravedad=9,8 m/s ² , dado T = 2,5 s.

Sustituya T, g en la fórmula anterior y obtendremos la longitud del péndulo simple

2,5 = 2 x 3,14 √L/9,8

2,5 / (2 x 3,14) = √L/9,8

0,3980 = √L/9,8

Cuadratura en ambos lados,

0,158 = litros/9,8

L = 1,5484 m

Pregunta 2: ¿Cuál es la frecuencia de un péndulo simple que tiene una longitud de 2 m y la gravedad es de 10 m/s ²

Responder:  

Dado que la longitud del péndulo L = 2 m

y Gravedad (g)=10m/s ²

Sabemos que la fórmula del período de tiempo de un péndulo simple es,

T=2 π √(L/g)

Por lo tanto, 

Frecuencia (f)=1/T

Sustituyendo L, g en la ecuación anterior obtenemos periodo (T)

T = 2 x 3,14 (√(2/10))

= 6,28 × (√(0,2))

= 6,28 × 0,447

= 2,80 s

Pero, la frecuencia es inversamente proporcional al período de tiempo, por lo que 

f = 1/T

= 1/2,80 

= 0,3571 Hz

Pregunta 3: La gravedad en la Luna es de 1,6 m/s ² . Encuentre la longitud del péndulo simple si el período de tiempo es de 3 s.

Responder:     

Dado que la gravedad en la luna (g)=1,6 m/s ² 

Periodo de tiempo (T)= 3 segundos

Para hallar la longitud del péndulo sabemos que 

T = 2 π √(L/g)

3 = 2 x 3,14 √L/1,6

(3/6.28) ² =L/1.6

0.2275=L/1.6

L = 0,364 m

Pregunta 4: La frecuencia del péndulo simple es de 0,8 Hz. ¿Cuál es la gravedad de un péndulo simple si la longitud del péndulo es de 2 m?

Responder:  

Dado que la frecuencia del péndulo simple (f)=0,8 Hz.

Longitud del péndulo simple (L) = 2 m

Para encontrar la gravedad del péndulo simple sabemos que, 

T = 2 π √(L/g)

Sabemos que T=1/f

1/f=2 π √(L/g)

L/g=(2 π f) ²

g=L/(2 π f) ²

= 2/(2×3.14×0.8)

=2/5.024

= 0,39 m/ ^s2

Pregunta 5: Encuentre el período de tiempo de un péndulo compuesto que tiene un momento de inercia de masa = 150 Kg-m ² , la masa de 15 Kg y la gravedad se encuentra en un punto de 22 cm.

Responder: 

Dado que, I = 150 Kg-m ²

Masa (m) = 15 kg

R = 22 cm = 0,22 m

Sabemos que el período de tiempo del péndulo compuesto, 

T=2xπ(√(I/mgR))

= 2×3,14(√(150/(15×9,8×0,22))

=6.28√(150/32.34)

=6.28√(4.6)

= 13,46 s