Validez de la aproximación de ángulos pequeños en el péndulo simple: Implicaciones para laboratorio universitario

Resumen

Este estudio tuvo como objetivo delimitar el rango práctico de validez de la aproximación de ángulos pequeños en el péndulo simple y sintetizar recomendaciones para su medición experimental y su enseñanza en laboratorios universitarios. Se realizó una revisión narrativa con énfasis entre 2020-2025, que integró fundamentos teóricos, evidencia experimental en laboratorios de pregrado, propuestas de corrección del período a gran amplitud mediante series de Fourier y mediante el promedio aritmético geométrico, y experiencias con instrumentación accesible basada en teléfonos inteligentes, microcontroladores y análisis por vídeo. Se consultaron bases internacionales, se aplicaron criterios de inclusión y exclusión, y se valoró la calidad metodológica de los estudios. Los resultados muestran que la linealización es adecuada cuando la amplitud inicial es reducida y que el error del período crece monótonamente con la amplitud. Se identifican umbrales orientativos útiles: alrededor de diez grados el error es bajo; cerca de veinte grados, se mantiene bajo el uno por ciento en la mayoría de montajes; hacia treinta grados, se aproxima a valores cercanos a dos por ciento. A partir de amplitudes medias, conviene emplear correcciones no lineales o la expresión exacta del período. Operativamente, medir la longitud efectiva hasta el centro de masa, controlar la amplitud inicial, cronometrar múltiples oscilaciones y considerar amortiguamiento lineal o cuadrático mejora la coherencia entre modelo y dato. Se concluye que la combinación de simulación y medición real fortalece el aprendizaje y favorece secuencias curriculares en espiral.