PÉNDULO SIMPLE III. ESTUDIOS SOBRE LA INFLUENCIA DE LA MASA


Experimento realizado por alumnos de Secundaria en el IES "Leonardo Da Vinci" de Alicante

 
 
RESULTADOS SOBRE LA INFLUENCIA DE LA MASA
PÉNDULOS SINCRONIZADOS
PROBLEMAS PENDIENTES. NUEVAS INVESTIGACIONES

 

 

 

RESULTADOS SOBRE LA INFLUENCIA DE LA MASA

 
 

 

Al formular hipótesis sobre la posible influencia de la masa en el periodo de oscilación del péndulo simple, casi todos los alumnos esperan que cuanto mayor sea  la masa de la bolita, menor sea el periodo. Sustentan esta hipótesis en el hecho de que la bolita de mayor masa es más atraída por la Tierra (algo que se puede comprobar, por ejemplo, colgando ambas esferas de un dinamómetro) y, por tanto, "debería oscilar con mayor velocidad".

 

Para comprobarlo, los equipos miden (siguiendo algunos de los procedimientos que usaron en el estudio sobre la influencia de la amplitud)  el periodo de dos péndulos simples: uno construido con una bola de aluminio y el otro construido con una bola de plástico. La clase se sorprende al comprobar que todos los equipos coinciden en obtener resultados que indican que el periodo del péndulo simple no depende de la masa.

 
 
 

 

PÉNDULOS SINCRONIZADOS

     
 

 

Intentando explicar el hecho de que la masa no influye en el periodo del péndulo simple, algunos estudiantes sugieren la idea de que quizá el péndulo de mayor masa (puesto que ésta es más atraída por la Tierra) adelante al de menor masa en la zona de caída de cada oscilación. Por el mismo motivo, debería ocurrir lo contrario en la zona de subida de la oscilación. Quizá esto explique en total ambos péndulos tengan el mismo periodo.

Para comprobarlo se diseña un experimento dedicado a observar conjuntamente el movimiento de oscilación de dos péndulos de la misma longitud y masas diferentes. Como muestra el clip de video adjunto, el experimento muestra que ambos péndulos, no sólo tienen el mismo periodo, sino que también oscilan de forma sincronizada y, por tanto, "caen igual y suben igual".

 
 
 

 

PROBLEMAS PENDIENTES. NUEVAS INVESTIGACIONES

 
 

Con los resultados que se acaban de exponer, la investigación sobre la posible influencia de la masa en el periodo del péndulo simple pone de relieve un nuevo y gran problema científico: Explicar cómo es posible que, a pesar de que la Tierra atrae con una fuerza mayor a un cuerpo de mayor masa (como la esfera de aluminio) que a otro de menor masa (como la esfera de plástico), ambos caen igual, ambos suben igual y, formando un péndulo simple, ambos oscilan igual.

 

 

El problema queda planteado y dará lugar a nuevas investigaciones que los estudiantes de 3º ESO no podrán desarrollar hasta cursos superiores. En 4º ESO y, sobre todo en 1º Bachillerato, se estudia con detalle el tema de la caída libre y, dentro de él, los alumnos trabajan sobre los conceptos de masa inercial y masa gravitatoria.