Calculadora de energía cinética de un péndulo

Un péndulo en oscilación intercambia continuamente energía potencial gravitatoria y energía cinética. En cada extremo, la masa se detiene un instante, por lo que su rapidez y energía cinética son cero, mientras que la energía potencial gravitatoria es máxima. Al caer hacia el equilibrio, la gravedad acelera la masa y transforma la energía potencial almacenada en movimiento. En el punto más bajo, un péndulo ideal alcanza su rapidez máxima y, por tanto, su máxima energía cinética. Esta calculadora evalúa esa energía a partir de la masa y la rapidez instantánea medida, mediante la mitad del producto de la masa por la rapidez al cuadrado. La masa debe introducirse en kilogramos y la rapidez en metros por segundo, para obtener energía en julios. Como la rapidez se eleva al cuadrado, duplicarla multiplica la energía cinética por cuatro, mientras que duplicar la masa solo duplica el resultado. La ecuación se aplica al movimiento de traslación de una masa compacta. No incluye por separado la energía de rotación de un cuerpo rígido extenso, la resistencia del aire, la fricción del pivote, la elasticidad del hilo ni el movimiento de una varilla con masa. En péndulos de aula con una masa pequeña y densa y un hilo ligero, estas omisiones suelen coincidir con el modelo estándar de péndulo simple. Si se conserva la energía mecánica, el mismo resultado puede predecirse a partir de la altura de liberación. Una masa soltada desde el reposo pierde energía potencial gravitatoria igual al producto de su masa, la aceleración gravitatoria y el descenso vertical. En un sistema ideal, esa pérdida equivale a la energía cinética en la parte inferior. Los experimentos reales suelen dar un valor medido algo menor porque la resistencia y la fricción disipan energía como calor y sonido. Comparar el resultado basado en la rapidez con la predicción basada en la altura permite estimar las pérdidas experimentales. Usa la velocidad instantánea en la posición de interés, no la rapidez media de toda una oscilación. Las puertas fotoeléctricas, el seguimiento por video o los sensores de movimiento pueden proporcionar un valor adecuado. Mantén unidades coherentes y usa toda la masa móvil, incluidos los accesorios que se desplazan con ella. El resultado es determinista y sirve para comprobar tareas, planificar mediciones de laboratorio, estimar energía de impacto o explorar cómo la masa y la velocidad afectan al movimiento del péndulo.