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CRONISMO
Péndulo de Foucault
Reloj de péndulo
El descubrimiento del péndulo por parte de Galileo ha sido de mucha utilidad desde entonces, se han creado objetos que ayudan o facilitan la vida a las personas, explican fenómenos que de otra manera sin usarlo sería muy difícil o imposible explicar por la ciencia. A continuación presentamos algunos de estos objetos con sus utilidades y las teorías, descubrimientos y explicaciones logradas a partir del péndulo.
Utilidad y Explicación de Teorías
Los relojes de péndulo fueron utilizados en las torres de las iglesias y castillos en el siglo XIII y no fue hasta el siglo XV cuando empezaron a emplearse para el uso doméstico. Huygens Christian fue el primero en patentar el reloj de péndulo en 1656, lo que permitió medir el tiempo con mayor precisión. Huygens realizó algunos viajes entre 1662 y 1686 y a partir de ahí elaboró algunos relojes de péndulo para poder medir la longitud en el mar. El reloj de péndulo fue un invento que permitió medir con más precisión el tiempo y fue perfeccionándose a lo largo del tiempo.
El funcionamiento de este tipo de relojes está regulado por un péndulo. En ellos la fuerza motriz es la acción de la gravedad que actúa sobre una masa suspendida de una cuerda enrollada alrededor de un cilindro. Este cilindro transmite el movimiento al piñón que a su vez mueve la rueda. En los primeros relojes utilizados en lo alto de las torres y campanarios de los pueblos y ciudades para que los ciudadanos tuviesen conocimiento de la hora se empleó un mecanismo llamado de escape con el que se obtiene energía a partir del descenso de unas pesas y la suministra al péndulo. El escape más utilizado en este tipo de relojes es el escape de áncora de Graham.
Se trata de un péndulo capaz de oscilar libremente durante largo tiempo en cualquier plano vertical.
Tras algunas pruebas anteriores, en su taller y en el Observatorio de París, el 26 de marzo de 1851, en el marco de la Exposición Universal, Foucault realizó una demostración pública en el Panteón de París. Suspendió de la cúpula del Panteón una bola de hierro de 28 kg con un cable de acero de 67 m de longitud; el periodo de este péndulo (tiempo de ida y vuelta de la bola) era de 16 segundos. Para iniciar el movimiento, el péndulo era separado de su posición vertical de equilibrio y retenido con una cuerda; ésta se prendía y, cuando se había quemado lo suficiente, se rompía permitiendo oscilar al péndulo. De ese modo se evitaba imprimirle ningún impulso en dirección diferente a la de su oscilación natural.
El periodo del movimiento armónico de un péndulo simple (en aproximación de
pequeñas oscilaciones) es
siendo
L: longitud del péndulo
g: aceleración de la gravedad local
T: periodo del movimiento para pequeñas oscilaciones
Despejando g obtenemos:
Utilizando esta expresión se podría calcular el valor de g sin más que determinar, para un péndulo dado, la longitud y el periodo. Para obtener mayor precisión, se suelen medir los periodos correspondientes a varias longitudes de péndulo.
http://ocw.upm.es/fisica-aplicada/tecnicas-experimentales/contenidos/PLFis/Teoria/P2T.pdf
Ese principio fue demostrado por primera vez en París en 1851 por el notable físico francés Jean Bernard Leon Foucault, que suspendió una bala de cañón de la cúpula del Panteón de París mediante un cable de unos 75 metros de longitud. En cada oscilación del péndulo el extremo de la bala de cañón tocaba un lecho de tierra colocado en el suelo, marcando en él el movimiento del péndulo. Se demostró de ese modo que el plano de oscilación se movía lentamente en la dirección de las agujas del reloj. En la realidad era el suelo situado bajo el péndulo lo que estaba girando y no el péndulo mismo, ya que un péndulo que se mueve libremente no cambia nunca su plano de oscilación.
GRAVEDAD A PARTIR DE UN PÉNDULO
ROTACIÓN DE LA TIERRA
Un péndulo en el polo norte tiene un periodo de un segundo. ¿Qué sucede cuando es traído al trópico? ¿Aumenta o disminuye su periodo? Si este péndulo se utiliza en la construcción de un reloj. ¿Se adelanta o se atrasa?
Debido a la forma de la tierra (achatamiento en los polos) y a la fuerza centrífuga, la aceleración de la gravedad en el polo es mayor que en el ecuador.
Así pues, como el periodo del péndulo es inversamente proporcional a la raíz de la aceleración de la gravedad, el periodo del péndulo en el ecuador será mayor que en el polo.
De este modo, si se utiliza en la construcción de un reloj, el reloj atrasará ya que su periodo es mayor y tarda más tiempo en realizar una oscilación completa.
¿Por qué Se adelanta, o se atrasa?