Lección Teach
Péndulo: cómo afecta la longitud al periodo
Actividad de secundaria (15–16 años) para usar el laboratorio remoto de Péndulo, medir periodos reales y decidir cómo cambia el periodo cuando el péndulo es más corto o más largo.
Resultados de aprendizaje
Distinguir periodo, oscilación, amplitud, longitud y variables de una investigación.
Usar el laboratorio remoto de Péndulo para medir el periodo de un péndulo estándar y de un péndulo corto a igual ángulo inicial.
Calcular periodos medios y representar una gráfica de periodo frente a longitud del péndulo.
Redactar una conclusión con afirmación, evidencia, razonamiento e incertidumbre.
Vista previa de la actividad del estudiante
Contenido de la actividad
Solo vista previa. En una sesión de clase, los estudiantes pueden completar respuestas y entregar su trabajo al docente.
Antes de abrir el laboratorio
10 min
En esta actividad vas a investigar una pregunta concreta:
¿Qué ocurre con el periodo de un péndulo cuando su longitud efectiva cambia?
Usarás datos del laboratorio remoto, no una respuesta memorizada. En un experimento real las medidas no salen perfectas: dos grupos pueden obtener periodos algo diferentes si eligen puntos distintos de la gráfica o cuentan distinto el número de oscilaciones. Lo importante es que el método sea claro, que controles las variables y que tu conclusión use tus datos.
Vocabulario que necesitas antes de medir:
- Oscilación: un movimiento completo de ida y vuelta. Por ejemplo, desde un extremo, hasta el otro extremo y de vuelta al extremo inicial.
- Periodo, T: tiempo que tarda una oscilación completa. Se mide en segundos (s).
- Amplitud: separación inicial respecto a la vertical. En este laboratorio la controlas con el ángulo inicial.
- Longitud efectiva: distancia que hace que el péndulo se comporte como más largo o más corto. En esta actividad la comparas usando las configuraciones estándar y corto.
- Variable independiente: lo que cambias a propósito. Aquí será la longitud efectiva: estándar frente a corto.
- Variable dependiente: lo que mides para ver el efecto. Aquí será el periodo T.
- Variables de control: lo que mantienes igual para que la comparación sea justa. Aquí serán el ángulo inicial, el método de medida y el número de oscilaciones usadas en cada cálculo.
Configuraciones útiles para esta investigación
Para esta actividad usa solo las configuraciones estándar y corto. Las imágenes de la lata aparecen porque existen en el laboratorio, pero no son necesarias para responder a la pregunta sobre longitud.
Identifica las variables del experimento. Responde con tres frases cortas o una lista: una frase para la variable independiente, otra para la variable dependiente y otra para al menos dos variables de control.
Antes de medir, escribe tu predicción. Responde en 2 o 3 frases: indica si esperas que el péndulo corto tenga un periodo menor, igual o mayor que el estándar, y explica tu razón con la idea de longitud.
Medir en el laboratorio remoto
15 min
Vas a medir el periodo con el ángulo inicial fijo en 15 grados. Ese ángulo está dentro del rango visible del laboratorio y permite comparar longitudes sin mezclar el efecto de la amplitud.
Cómo medir un periodo en la gráfica
Para cada configuración, haz tres medidas de periodo. En cada medida:
1. Abre una observación con la configuración indicada.
2. Usa el ángulo inicial de 15 grados.
3. Observa la gráfica de ángulo frente a tiempo.
4. Elige un punto fácil de reconocer, como un pico, un valle o un cruce por la línea central siempre en la misma dirección.
5. Cuenta al menos 3 oscilaciones completas desde ese punto hasta otro punto equivalente.
6. Anota el tiempo inicial y el tiempo final en segundos.
7. Calcula intervalo = tiempo final - tiempo inicial.
8. Calcula periodo = intervalo / número de oscilaciones.
No necesitas descargar CSV, XLSX ni PNG para completar la actividad. Si el laboratorio permite descargar datos y quieres usarlos, puedes hacerlo, pero la evidencia principal será tu tabla y tu explicación del método.
Abrir el laboratorio de Péndulo
Abre el laboratorio de Péndulo desde Teach.
Selecciona la configuración estándar.
Fija el ángulo inicial en 15 grados.
Inicia la observación, usa la gráfica o el cronómetro y completa tres medidas.
Repite el proceso con la configuración corto, manteniendo el ángulo en 15 grados.
Si tu sesión solo permite el modo demo, registra que solo has podido abrir el estándar a 15 grados y usa los datos que proporcione tu docente para la configuración corto. No escribas que mediste una fila que no pudiste observar.
Elige una opción. ¿Qué comparación es más justa para investigar el efecto de la longitud?
Registrar y calcular datos
14 min
Primero completa la tabla de medidas. Cada fila corresponde a una medida de periodo: tres medidas para el péndulo estándar y tres para el péndulo corto. Copia la configuración y el ensayo ya indicados. En ángulo inicial, escribe 15. En número de oscilaciones, escribe cuántas oscilaciones completas has contado, por ejemplo 3, 4 o 5. En tiempo inicial y tiempo final, copia los tiempos que has leído en la gráfica o cronómetro. Calcula intervalo = tiempo final - tiempo inicial y periodo = intervalo / número de oscilaciones. En evidencia usada, escribe algo como picos de la gráfica, cruces por cero, cronómetro del vídeo o datos del docente por limitación de acceso.
Medidas del periodo a 15 grados
Completa seis filas: tres ensayos del péndulo estándar y tres del péndulo corto. Usa segundos. El intervalo es tiempo final menos tiempo inicial. El periodo es intervalo dividido por el número de oscilaciones completas contadas.
| Configuración / longitud | Ensayo | Ángulo inicial grados | Oscilaciones completas | Tiempo inicial s | Tiempo final s | Intervalo calculado s | Periodo calculado s | Evidencia usada |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ahora resume tus resultados por longitud. La tabla tiene dos filas: una para estándar y otra para corto. En periodos usados, copia los tres periodos de la tabla anterior. En periodo medio, calcula la media de esos tres periodos. En rango, resta el periodo menor al periodo mayor de esa misma configuración; úsalo como una señal sencilla de incertidumbre. En punto para la gráfica, escribe la etiqueta que usarás en el eje horizontal: corto o estándar.
Resumen para la gráfica
Completa dos filas, una para cada longitud. Calcula la media de los tres periodos y el rango de dispersión. No busques una coincidencia exacta con un valor de libro: usa tus datos y conserva una cantidad razonable de cifras.
| Longitud comparada | Periodos usados s | Periodo medio s | Rango entre medidas s | Punto para la gráfica |
|---|---|---|---|---|
Introduce un valor numérico de periodo en segundos y explica el cálculo en 2 o 3 líneas. Usa una fila concreta de tu primera tabla: indica el intervalo, el número de oscilaciones y la división que has hecho.
Compara tus tres medidas de una misma configuración. Responde en 2 o 3 frases: di si salieron muy parecidas o dispersas, cita el rango de una configuración y explica una posible causa de esa diferencia.
Representar e interpretar la relación
9 min
Vas a construir una gráfica sencilla de periodo medio frente a longitud comparada. En el eje horizontal coloca dos puntos: corto y estándar. En el eje vertical coloca el periodo medio en segundos. Si usas una hoja de cálculo, crea dos columnas: longitud comparada y periodo medio (s). Si lo haces en papel, dibuja los dos puntos y una línea suave solo para ayudar a ver la tendencia; no la uses como prueba exacta.
Gráfica periodo-longitud
Entrega una evidencia de tu gráfica: una imagen o captura, un enlace a una hoja de cálculo, o una gráfica revisada por tu docente. La gráfica debe mostrar al menos los dos puntos corto y estándar, con el periodo medio en segundos. Si no puedes subir archivo, escribe una descripción suficiente para que el docente sepa qué puntos representaste.
Interpreta tu gráfica. Responde en 3 o 4 frases: indica qué punto tiene mayor periodo, qué punto tiene menor periodo, cuánto cambia aproximadamente el periodo medio entre las dos longitudes y si ese cambio es mayor que tu rango de incertidumbre.
Conclusión científica
7 min
Elige una opción. ¿Qué afirmación es más científica para esta actividad?
Redacta tu conclusión con la estructura afirmación, evidencia, razonamiento y limitación. Escribe un párrafo de 6 a 8 líneas:
- Afirmación: qué efecto tuvo hacer el péndulo más corto.
- Evidencia: cita los periodos medios del corto y del estándar, y la diferencia aproximada.
- Razonamiento: conecta el patrón con la longitud efectiva y el tiempo de una oscilación.
- Limitación: menciona la incertidumbre, el número limitado de longitudes o una limitación de acceso al laboratorio.