Velocidad del péndulo en el punto más bajo

Introduzca la altura vertical de suelta respecto a ese punto y, si lo desea, ajuste la aceleración gravitatoria; obtendrá la velocidad en metros por segundo. El cálculo aplica la conservación de la energía mecánica: la pérdida de energía potencial gravitatoria se transforma en energía cinética. El modelo supone que no hay resistencia del aire, rozamiento en el pivote ni pérdidas debidas a la flexibilidad de la cuerda.

Mida la altura de suelta desde la referencia correcta

La altura necesaria es la distancia vertical entre la posición de suelta de la masa y el punto más bajo de su trayectoria. No es la longitud del péndulo, el desplazamiento horizontal ni la distancia recorrida sobre el arco. Imagine una línea horizontal que pase por la posición inicial y otra que atraviese el centro de la masa cuando la cuerda cuelga verticalmente: la separación entre ambas es la altura de suelta. Introduzca ese valor en metros. Si el problema facilita la longitud L y el ángulo de suelta theta medido desde la vertical hacia abajo, calcule primero h = L(1 - cos(theta)). Una suelta en el punto más bajo tiene altura cero y produce correctamente velocidad cero. Una altura negativa carece de sentido con esta referencia, por lo que se devuelve un error de entrada.

Comprenda el cálculo por conservación de la energía

En un péndulo ideal que parte del reposo, la masa comienza con energía potencial gravitatoria mgh respecto al punto inferior y sin energía cinética. Al alcanzar el punto más bajo, esa diferencia se ha convertido en energía cinética, expresada como la mitad de mv al cuadrado. Al igualar ambas expresiones, la masa se cancela y se obtiene v = sqrt(2gh). Por ello no es necesario indicar la masa: un cuerpo más pesado posee más energía potencial, pero también necesita proporcionalmente más energía cinética para alcanzar la misma velocidad. El cálculo presupone velocidad inicial nula y gravedad constante durante el movimiento. Se usa por defecto la gravedad terrestre estándar, aunque puede indicar otro valor positivo para aproximaciones académicas u otros cuerpos celestes.

Sepa cuándo resulta adecuado el modelo ideal

Interprete el resultado como la velocidad máxima teórica de un péndulo con pivote fijo, unión siempre tensa y pérdidas despreciables. Un montaje real suele alcanzar una velocidad algo menor, pues el aire, el rozamiento de los cojinetes, la flexión de la cuerda y el sonido disipan energía mecánica. La fórmula también representa la masa como un punto y no incluye la energía cinética de rotación de un cuerpo rígido extenso. En un péndulo físico, como una barra oscilante, la conservación de la energía sigue siendo válida, pero el momento de inercia modifica la relación de velocidades. Esta herramienta es apropiada para ejercicios, predicciones de laboratorio y comprobaciones de orden de magnitud. No constituye una clasificación de seguridad para atracciones, grúas o sistemas de impacto. Si existe un impulso inicial, también debe incorporarse su energía cinética.