Simulación y análisis de un péndulo invertido acoplado a un resorte (PIAR)
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2017-02-08
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Descripción
En esta versión, se ha realizado un estudio cualitativo de un péndulo invertido acoplado a un resorte (PIAR). Hecho basado en su análisis físico y simulación desarrollado en Easy Java; este trabajo está destinado a servir como un recurso educativo para los estudiantes de pregrado en física que estudian cursos como ecuaciones diferenciales, vibraciones y ondas o introducción a la computación física. Entre los diversos sistemas físicos posibles para estudiar, el péndulo invertido representa un sistema de gran interés por su amplio campo de aplicación por ejemplo en la robótica se utiliza para simular la Movimiento de las piernas del ser humano. En geofísica, los instrumentos que miden las vibraciones de la tierra se conocen como sismómetros; algunos diseños de sismómetros se basan en el sistema compuesto de un péndulo invertido acoplado a un resorte , dado el cambio de su movimiento con la transición lineal y no lineal (análoga a la de un péndulo simple) el PIAR es el sistema seleccionado en este trabajo para ser estudiado a partir del análisis cualitativo a partir de la teoría desarrollado en sistemas dinámicos, siempre enfocado desde un punto de vista físico. La pregunta a validar será: ¿Cómo enseñar la transición lineal y no lineal de un péndulo invertido acoplado a un resorte desde un punto de vista físico?
Resumen
In this version, a qualitative study of an inverted pendulum coupled to a spring (PIAR) has been made based on their physical analysis and a simulation developed in Easy Java; this work is intended to serve as an educational resource for undergraduate students in physics who study subjects such as differential equations, vibrations and waves or introduction to computational physics. Among the various possible physical systems to study, the inverted pendulum represents a system of great interest because of its wide field of application. In robotics it is used to simulate the movement of the legs of the human being. In geophysics, instruments that measure the earth vibrations are known as seismometers; some designs of seismometers are based on the system composed of an inverted pendulum coupled to a spring. Given the change of its movement with respect to time and the possibility of presenting the linear to non-linear transition (analogous to the simple pendulum), PIAR is the system selected in this work to be studied from the qualitative theorem developed in Dynamical systems, always focused from a physical point of view. The situation, therefore, to be validated is: ¿How to teach the linear and non-linear transition of the inverted pendulum coupled to a spring from a physical point of view?
Palabras clave
Péndulo, Sistemas dinámicos, Enseñanza de la física, Ecuaciones diferenciales