Simulación interactiva de Caos del péndulo doble
Matemáticas · Caos del péndulo doble · Bachillerato
Sobre esta simulación
Un péndulo simple se repite: dale el mismo inicio y obtendrás la misma oscilación, siempre. Une una segunda varilla al extremo de la primera y la misma ley de la gravedad produce un movimiento que nunca se repite y que no puede predecirse durante mucho tiempo. Dos copias soltadas con una décima de grado de diferencia se siguen a la perfección al principio; después, la diferencia entre ellas se duplica, y vuelve a duplicarse, a un ritmo constante, de modo que crece de forma exponencial y no lineal. En unos diez segundos los dos péndulos hacen cosas completamente distintas. Nada fue aleatorio ni aproximado: las ecuaciones son exactas y la energía de cada copia se mantiene estable mientras las dos trayectorias se separan. Lo que falla es la predicción, y falla siguiendo un calendario que puedes leer directamente en la gráfica. Pon en cambio ambos ángulos iniciales pequeños y el mismo péndulo se comporta, la separación solo oscila y la gráfica queda plana: aquí el caos es una propiedad de la fuerza con que lo lanzas, no del aparato. Los alumnos pueden cambiar el ángulo inicial superior y el ángulo inicial inferior y comparar qué ocurre. Úsala para la indagación en matemáticas con Bachillerato, en un proyector o en el dispositivo de cada alumno.
Estándares: Common Core CCSS.MATH.CONTENT.HSF.IF.B.4, CCSS.MATH.CONTENT.HSF.LE.A.1
Qué pueden explorar los alumnos
- Ejecuta el inicio Silvestre y cuenta los segundos que tardas en distinguir los dos péndulos
- Cambia al inicio Suave: la separación deja de crecer, así que este péndulo no siempre es caótico
- Divide la ventaja inicial entre diez y comprueba cuántos segundos extra de predicción te ha comprado en realidad
- Lee la gráfica logarítmica: el tramo recto es crecimiento exponencial y su inclinación es el ritmo de duplicación
- Observa la lectura de energía mientras las trayectorias se separan: impredecible no es lo mismo que no conservado
Objetivos de aprendizaje
- 1Predecir cómo afectará cambiar el ángulo inicial superior a el impulso de la varilla superior al soltar y, después, comprobar la predicción.
- 2Usar la evidencia de el cálculo en vivo y la representación visual para explicar el resultado.
Preguntas frecuentes de los docentes
¿La simulación de Caos del péndulo doble es gratuita?
Sí. Abre la simulación de Caos del péndulo doble en un navegador moderno, sin descargas ni registro.
¿Es adecuada para Bachillerato?
La simulación incluye niveles predefinidos que abarcan Bachillerato. Elige el nivel que corresponda a tu clase y úsala en un proyector o en los dispositivos de los alumnos.
Insertar esta simulación
Colócala en tu LMS, blog o sitio de clase, gratis.
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Gira una ruleta, lanza una moneda o tira un dado y observa dos conjuntos de barras: las probabilidades que predicen las formas y los resultados que obtuviste de verdad. Diez giros no demuestran nada; con unos cientos, los dos apenas se distinguen.
Escribe cualquier función y ve su forma al instante. Representa hasta tres a la vez en tres colores para compararlas, arrastra el punto de traza para leer un valor de la curva y descubre dónde cruza cero cada una.
Dos cuerpos bajo la gravedad trazan una elipse para siempre y puedes escribir la fórmula. Añade un tercero y esa fórmula no existe. Ejecuta la órbita en forma de ocho, da un pequeño empujón a una masa y mira cómo un patrón estable se vuelve impredecible mientras la energía total se mantiene.
Aproxima el área bajo una curva con franjas y elige cómo toma su altura cada una: borde izquierdo, borde derecho, punto medio o parte superior inclinada. Sube el número de franjas y mira caer el error, con la suma acumulada representada como una curva propia.
Mueve m y mira cómo se inclina la recta; mueve b y mira cómo se desplaza. O arrastra los dos puntos de la recta y lee la ecuación que escribe. Una escalera de elevación sobre avance sube por la recta para que la pendiente se convierta en algo que puedes contar.
Del modelo a la evidencia
Combina esta simulación con una ficha imprimible
Usa una ficha para recoger predicciones, observaciones y explicaciones después de que los alumnos exploren.
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