Onda de pendulo

Pendulum Wave

(Onda de péndulo)

Cómo funciona…

La onda de péndulo grande es una instalación de arte de luz cinética basada en leyes físicas. Es un fenómeno físico basado en una serie de péndulos independientes que se ajustan con mucha precisión en relación con el período de oscilación (o frecuencia). En un marco estable se montan 15 péndulos. Cada péndulo puede oscilar independientemente uno del otro. Debido a la diferente longitud de cada péndulo, la frecuencia de oscilación es diferente para cada péndulo. Una vez que las frecuencias se ajustan con mucha precisión de acuerdo con una secuencia matemática, los péndulos producen una danza de ondas estacionarias y corrientes y cuasi caos. El péndulo más largo oscila exactamente 51 veces por minuto, el segundo exactamente 52 veces por minuto y así sucesivamente.

No todos los péndulos hacen el mismo número de oscilaciones en el experimento: la medida de la cuerda se ajusta para que el péndulo siguiente haga siempre una oscilación más en el mismo periodo de tiempo. Es decir, si el más corto hace 30, el siguiente hace 31 y el siguiente 32.

Ciertos datos al realizar este proyecto se pueden presentar algunos problemas:

La versión pequeña con péndulos de aproximadamente 30 cm es relativamente fácil de construir.

Cómo mantener la secuencia relativamente rápida

- Cómo lidiar con la fricción en los rodamientos

- Cómo calibrar el período de balanceo de cada péndulo

- Cómo colocar los péndulos en posición

- Cómo soltar los péndulos al mismo tiempo

- Cómo detener los péndulos después de la secuencia

Condiciones que deben cumplir los péndulos para que se origine la danza

• Estar separados entre sí una misma distancia d. Este valor es arbitrario. Se puede elegir el mínimo, para que los péndulos no choquen entre sí.
• Hacer un número entero consecutivo de oscilaciones, N+n (n=0,1, 2,… hasta un número arbitrario), en un tiempo T (ciclo de la danza). Este tiempo T tiene que ser significativamente mayor que el periodo de cada péndulo individual. Fijados los valores N y T, queda definida cómo va a ser la danza.

Características de esta danza

• Para cualquier tiempo t1 a lo largo de un ciclo de la danza con periodo T, t1=T/z, se cumple:
• Cada péndulo hace (N+n)/z oscilaciones, por lo que se desplaza 1/z de oscilación respecto de la posición del péndulo anterior.
• La longitud de onda de las ondas lineales que se forman es zd, con z+1 péndulos entre cresta y cresta.
• Se forman z ondas independientes con los péndulos que están en fase, es decir, separados por zd.
• Se produce simetría en la forma de las ondas para el tiempo t2=T-t1, donde la onda avanza en sentido contrario.

El inventor de este objeto es el físico austriaco Ernst Mach. Creó el artilugio en el siglo XIX, con el objetivo de explicar los movimientos pendulares a sus alumnos universitarios. Este vídeo de la Universidad de Harvard es otro ejemplo de la danza de péndulos.

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