Descripción:
Cualquier sólido rígido colgado de algún punto diferente
del centro de masas oscilará cuando se desplace de su posición
de equilibrio y recibe el nombre de péndulo físico. La fotografía
muestra un aparato de doble uso, ya que por su parte anterior es una máquina
de Atwood, mientras que por su parte posterior es un péndulo
compuesto o físico. Pensamos que el constructor del aparato pensó
con ello en la posibilidad de utilizar dos métodos alternativos
de evaluar el valor de la aceleración de la gravedad, g. En lo referente
al péndulo físico, se aprecia que está compuesto por
una barra rígida que pivota sobre un punto cercano a uno de sus
extremos y por una pesada lenteja cuya posición a lo largo de la
barra puede ajustarse mediante un tornillo. De esta forma, la evaluación
del momento de inercia del sólido rígido respecto al eje
de giro se convierte en un sencillo problema de física.
Para leves desplazamientos
del sólido rígido respecto a su posición de equilibrio
(pequeño desplazamiento angular), el movimiento resultante es aproximadamente
armónico simple, cumpliéndose la relación:
w = (MgD/I)1/2
donde w es la
frecuencia angular del movimiento, M la masa total del sólido rígido,
D la distancia que separa al punto de suspensión del sólido
rígido del centro de masas, e I su momento de inercia respecto al
eje de giro.
Esta expresión
permite despejar y calcular fácilmente el valor de g, evaluando
previamente los parámetros D e I y midiendo la frecuencia angular
w y la masa total M. |