Enunciado: Elige y describe el montaje del péndulo simple, indicando qué datos debes registrar desde el inicio.

1. Fija un punto de apoyo rígido y cuelga de él una cuerda de longitud conocida L.
2. Une en el extremo inferior una masa (plomada) de masa conocida m.
3. Con la cinta métrica y la plomada, verifica que la cuerda quede vertical en el estado de equilibrio (punto de reposo).
4. Levanta la masa a una altura inicial h medida verticalmente desde la posición de equilibrio.
5. Registra desde el inicio: masa m, longitud L, altura inicial h y la hora de cronometraje.

Enunciado: Con m = 0{,}5\ \text{kg} y h = 0{,}10\ \text{m}, calcula la energía potencial gravitatoria en el punto más alto (usa g = 9{,}8\ \text{m/s}^{2}).

1. Fórmula de la energía potencial gravitatoria: E_{pg} = m\,g\,h.
2. Sustitución: E_{pg} = (0{,}5\ \text{kg})(9{,}8\ \text{m/s}^{2})(0{,}10\ \text{m}).
3. Producto paso a paso: 0{,}5 \times 9{,}8 = 4{,}9; luego 4{,}9 \times 0{,}10 = 0{,}49.
4. Como el péndulo está en reposo en ese punto, v_{inicial} = 0 y por lo tanto E_{c,inicial} = 0.

Enunciado: Calcula la velocidad de la masa cuando pasa por la posición de equilibrio (punto más bajo).

1. En el punto más bajo toda la energía inicial es cinética: m\,g\,h = \tfrac{1}{2}m\,v^{2}.
2. Cancelo la masa en ambos lados: g\,h = \tfrac{1}{2}v^{2}.
3. Despejo v: v = \sqrt{2\,g\,h}.
4. Sustituyo: v = \sqrt{2 \times 9{,}8 \times 0{,}10} = \sqrt{1{,}96}.
5. Raíz cuadrada: v = 1{,}40\ \text{m/s}.

Enunciado: Comprueba que la energía mecánica se conserva en el péndulo.

1. Calculo la energía cinética en el punto más bajo: E_c = \tfrac{1}{2}m\,v^{2}.
2. Sustitución: E_c = \tfrac{1}{2}(0{,}5)(1{,}40)^{2} = 0{,}25 \times 1{,}96.
3. Operación: E_c = 0{,}49\ \text{J}.
4. Comparo: E_{m} = E_{pg} + E_c. Al inicio, E_{m} = 0{,}49 + 0 = 0{,}49\ \text{J}; en el punto más bajo, E_{m} = 0 + 0{,}49 = 0{,}49\ \text{J}.
5. Conclusión: E_{m,\,inicio} = E_{m,\,abajo}, lo que confirma el principio de conservación (en la práctica la diferencia se debe a rozamiento y resistencia del aire).

Enunciado: Si la longitud del péndulo es L = 0{,}50\ \text{m} y al cronometrar obtienes t = 20{,}3\ \text{s} para 10 oscilaciones, calcula el periodo T y compáralo con el valor teórico.

1. Definición de periodo: T = \dfrac{t}{n}, con n = 10 oscilaciones.
2. Sustitución: T_{exp} = \dfrac{20{,}3}{10} = 2{,}03\ \text{s}.
3. Fórmula teórica del péndulo simple: T = 2\pi\sqrt{\dfrac{L}{g}}.
4. Sustitución: T = 2\pi\sqrt{\dfrac{0{,}50}{9{,}8}} = 2\pi\sqrt{0{,}0510}.
5. Raíz: \sqrt{0{,}0510} = 0{,}2259; entonces T = 2\pi(0{,}2259) = 1{,}42\ \text{s}.
6. El valor experimental difiere del teórico por la medición del tiempo y por suposiciones ideales (cuerda inextensible, sin rozamiento, ángulo pequeño).

Enunciado: Reflexiona sobre cómo la energía potencial se convierte en energía cinética durante el movimiento del péndulo y viceversa.

1. En el punto más alto la masa está en reposo: la energía está toda en forma potencial (E_{pg} = mgh, E_c = 0).
2. Al descender, la altura h disminuye y la velocidad v aumenta: la E_{pg} se transforma progresivamente en E_c.
3. En el punto más bajo h = 0 y la velocidad es máxima: toda la energía es cinética.
4. Al subir al lado opuesto, la velocidad disminuye y la altura aumenta: la E_c se convierte otra vez en E_{pg}.
5. Este intercambio continuo, en un sistema ideal sin rozamiento, mantiene constante la energía mecánica total E_m = E_{pg} + E_c.

1. Comprendí el principio de conservación de la energía mecánica.
2. Aprendí a calcular E_{pg} = mgh y E_c = \tfrac{1}{2}mv^{2} con datos medidos.
3. Aprendí a comparar el periodo experimental con el teórico T = 2\pi\sqrt{L/g}.

1. Realicé el experimento siguiendo las orientaciones paso a paso.
2. Registré datos en un cuadro y los analicé numéricamente.
3. Comparé resultados teóricos y experimentales para verificar el principio.

1. Para entender por qué un péndulo alcanza siempre la misma altura en un sistema ideal.
2. Para interpretar situaciones de la vida diaria donde hay transformación de energía (coaster, balancines, bombas).
3. Para desarrollar habilidades de medición, registro y razonamiento físico.

1. En el análisis de montañas rusas y balancines.
2. En el diseño de sistemas de generación de energía a partir de agua o viento.
3. En la ingeniería mecánica para calcular velocidades y alturas de sistemas oscilantes.