El péndulo matemático y termodinámico

Resumen

Se plantea y resuelve un problema de mecánica en el que se analiza un péndulo matemático con hilo metálico, cuyo período presenta una dependencia termodinámica implícita, además de las dependencias explícitas con la longitud del hilo y con la aceleración de la gravedad. Para un péndulo de hilo metálico cuya altura sobre el nivel del mar se eleve hasta h = 1000 m, su temperatura debe variar Δθ ≈ −20° C, para que su periodo sea el mismo que a nivel del mar. Se pone de manifiesto cómo las variaciones de temperatura y altura sobre el nivel del mar influyen conjuntamente en el período de oscilación, ofreciendo un ejemplo sencillo, pero físicamente significativo, de la interrelación entre magnitudes mecánicas y termodinámicas. Asimismo, se enfatiza el uso del formalismo de las derivadas parciales como herramienta conceptual y operativa para resolver con sentido físico este tipo de problemas, mostrando su utilidad en la enseñanza de la física a nivel universitario.