Laboratorio científico interactivo · Física computacional

Laboratorio Interactivo de Física CelAQ

Línea científica de IngSoft para experimentar con modelos físicos, comparar hipótesis, visualizar errores, exportar datos y generar lectura docente e investigativa. Primer simulador 10/10: péndulo simple lineal/no lineal con RK4, Verlet, energía, diagrama de fase e integral elíptica.

Abrir simulador →Ver metodología

ModelosLineal · No lineal

MétodosRK4 · Verlet

SalidaCSV · PNG · HTML

Simulador 01 · Versión 10/10

Péndulo simple: dinámica lineal, no lineal y energía

Explore la validez de la aproximación de ángulo pequeño, compare integradores, mida el período y observe la conservación de energía del sistema ideal.

Animación proporcional: arrastre la masa para fijar θ₀; luego haga clic en el panel para iniciar. La longitud visual de la cuerda se mantiene constante.

La gráfica permite alternar entre movimiento, energía, error, espacio de fase y dependencia del período con la amplitud.

Período lineal T₀—

Período exacto aprox.—

Período medido—

Error de período—

Error RMS angular—

Máx. diferencia—

Deriva RK4—

Deriva Verlet—

Energía inicial—

Estado lineal—

Integrador recomendado—

Amplitud—

Interpretación física automática

Ajuste los parámetros para iniciar el análisis.

Cuestionario de razonamiento

Metodología visible

Modelo físico, integradores y límites de validez

El laboratorio diferencia la ecuación linealizada, la dinámica no lineal y el comportamiento numérico de los integradores.

Modelo no lineal

θ″ + (g/L) sin(θ) = 0

Ecuación completa del péndulo simple ideal sin rozamiento.

Aproximación lineal

θ″ + (g/L) θ = 0

Válida principalmente para ángulos pequeños.

Período lineal

T₀ = 2π √(L/g)

Referencia armónica de ángulo pequeño.

Período no lineal

T = 4 √(L/g) K(sin(θ₀/2))

Evaluado numéricamente mediante AGM para aproximar la integral elíptica completa.

Transparencia científica

Supuestos: masa puntual, cuerda ideal, pivote sin fricción, ausencia de rozamiento del aire y gravedad uniforme. Lectura computacional: RK4 ofrece alta precisión local; Velocity Verlet es simpléctico y suele conservar mejor la estructura energética en sistemas oscilatorios.

Salida científica

Resultados exportables e informe de laboratorio

El simulador genera datos, gráficas, resumen técnico, informe HTML imprimible y preguntas de razonamiento para uso docente, universitario o investigativo.

Resumen generado

Los resultados aparecerán al cargar el simulador.

Uso recomendado

Uso	Recomendación
Docencia	Comparar 5°, 20°, 60° y 80° para observar el límite de la linealización.
Universidad	Analizar θ(t), ω(t), E(t), error y diagrama de fase.
Investigación formativa	Exportar CSV y comparar deriva energética RK4 vs Verlet.
Informe	Usar el informe HTML imprimible con metodología y resultados.

Este laboratorio no sustituye la medición experimental; ofrece una simulación ideal para análisis conceptual, computacional y metodológico.