INSTRUMENTACIÓN CIENTÍFICA · PROTOTIPO DIDÁCTICO
Artesanal de vibraciones horizontales
Una propuesta experimental para observar el movimiento relativo de una masa inercial y estudiar desplazamientos horizontales bajo condiciones controladas.
La instrumentación científica convierte un fenómeno físico en una señal que puede observarse, analizarse y contrastarse.
Explorar referencias documentales ↗Fotografía de instalación de un sismómetro · U.S. Geological Survey · Dominio público
FOTOGRAFÍA DE INSTALACIÓN SÍSMICA · USGS · RIDGECREST, 2019 · REFERENCIA EXTERNA
No se trata solo de construir un péndulo. El objetivo es definir una cadena de medición que relacione un movimiento de referencia con una señal observable.
Las vibraciones pueden originarse por el tránsito, las actividades humanas o los movimientos sísmicos. El proyecto propone un dispositivo sencillo para estudiar la respuesta relativa de una masa suspendida.
¿En qué medida un registrador pendular artesanal, calibrado bajo condiciones constantes de excitación, permite estimar y comparar el desplazamiento pico a pico de una plataforma móvil en un único eje?
Desarrollar un prototipo pendular artesanal que registre el desplazamiento relativo de una masa inercial sobre una tarjeta graduada y permita compararlo con desplazamientos horizontales de referencia.
La tarjeta permanece fija al carro durante el ensayo básico; no se obtiene una serie temporal completa.
ATMÓSFERA FOTOGRÁFICA DE REFERENCIA · USGS · NO ES EL PROTOTIPO DEL EQUIPO
Explora las partes del registrador y revisa qué función cumple cada una dentro de la cadena mecánica de medición.
Proporciona el soporte estructural del sistema pendular y mantiene alineados los elementos de montaje.
Selecciona un componente para consultar su función. Las dimensiones finales deben medirse en el prototipo físico.
Amplía las vistas técnicas de la infografía conceptual.
Las tres imágenes son recortes de la representación conceptual aprobada; no son fotografías de ensayos físicos.
El banco de calibración propuesto utiliza una manivela, un pasador excéntrico, una biela y un carro guiado para producir una carrera horizontal repetible. La fotografía muestra un mecanismo didáctico de referencia, no el banco construido por el equipo.
Explorar el método de calibración ↘Fotografía: Aliva Sahoo · Wikimedia Commons · Slider Crank Mechanism · CC BY-SA 4.0 · Fuente y licencia ↗
Fotografías de experimentos, mecanismos e instrumentación sísmica publicados por instituciones y autores identificados. Son referencias externas: ninguna se presenta como fotografía del prototipo del equipo.
01 / INSTRUMENTACIÓN
Antes del campo, el instrumento.Preparación de sensores sísmicos · USGS · Dominio público↗
02 / MECÁNICA
Del giro al desplazamiento.Manivela–biela–deslizador · Aliva Sahoo · CC BY-SA 4.0↗
03 / HISTORIA DEL REGISTRO
Registrar también es diseñar.Archivo Harris & Ewing · Library of Congress↗
Las imágenes ayudan a estudiar materiales, mecanismos y antecedentes. El diseño del COAR sigue identificado por separado como representación conceptual hasta que se incorporen fotografías del prototipo construido.
El tambor de un sismógrafo convencional avanza y vincula la señal con el tiempo. En la versión básica del proyecto, la tarjeta permanece fija al carro: se mide la extensión espacial de la traza, pero no se reconstruye el orden temporal de cada oscilación.
Revisar alcance y limitaciones ↗
Las fotografías se cargan desde sus repositorios originales. Tras visitarlas con conexión, el navegador puede conservarlas en caché para futuras consultas sin conexión. Consulta los créditos y licencias al final del dossier.
La masa no reproduce automáticamente el desplazamiento de la base. Lo que se registra es una diferencia de posición entre el estilete y la tarjeta.
Un cuerpo conserva su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme cuando la fuerza resultante que actúa sobre él es nula.
La plataforma acelera en el eje horizontal.
La masa suspendida tiende a conservar su estado de movimiento.
Respecto de la estructura móvil, aparece un desplazamiento relativo.
El estilete deja una traza sobre la tarjeta solidaria al carro.
La dirección relativa mostrada corresponde a un instante de aceleración. No debe confundirse con la dirección de la velocidad ni con toda la respuesta dinámica del péndulo.
Instante ilustrativo: el carro acelera hacia +X y la masa aparece desplazada hacia −X respecto de la estructura.
Modifica la longitud efectiva para estimar el período ideal de un péndulo simple en oscilaciones pequeñas.
Para la longitud de 35 cm indicada en el diseño, el resultado es teórico. La longitud real debe medirse desde el pivote hasta el centro de masa.
Compara un sismógrafo mecánico con tambor y la tarjeta fija propuesta para el registrador del equipo. Son sistemas de registro diferentes.
Tarjeta milimetrada fija al carro. Permite medir la extensión espacial de la traza.
Tambor con papel en movimiento. Permite ordenar la señal en el tiempo.
La imagen superpuesta del proyecto es una representación conceptual. La fotografía histórica pertenece a otro instrumento y no documenta el prototipo del COAR.
REFERENCIA MECÁNICA EXTERNA · WIKIMEDIA COMMONS · CC BY-SA 4.0
El procedimiento debe mantener una cadena coherente: estructura estable, movimiento controlado, traza legible y lectura repetible.
Cortar una base rígida y dos soportes laterales; reforzar esquinas y travesaño para reducir la flexión.
El conjunto manivela–pasador excéntrico–biela–carro permite generar una carrera aproximada y repetir el movimiento. La carrera real debe medirse directamente; no basta con el valor nominal del radio.
FOTOGRAFÍA DE TRABAJO DE CAMPO · USGS · DOMINIO PÚBLICO
La calibración busca establecer la relación entre el movimiento aplicado a la plataforma y la extensión de la traza que deja el estilete.
Desplazamiento pico a pico nominal. Medir Dref real.
05 REPETICIONES PREVISTASCondición intermedia. Mantener iguales las demás variables.
05 REPETICIONES PREVISTASDesplazamiento pico a pico nominal. Medir Dref real.
05 REPETICIONES PREVISTASPeríodo por vuelta propuesto. Verificar 20 vueltas en 9,5–10,5 s.
Cinco repeticiones en cada uno de los tres niveles nominales.
Longitud, masa, estilete, contacto, alineación y cadencia.
Registra las mediciones reales, revisa la consistencia de cada ensayo y construye una primera visualización con los datos que introduzcas.
No contiene datos ficticios. Los promedios, la dispersión y la curva solo aparecerán cuando ingreses mediciones experimentales válidas.
| Nivel | Ensayo | Dref medido mm | Tiempo 20 vueltas s | Dreg leído mm | Estado |
|---|
Los cambios se guardan en este navegador.
Completa los ensayos, marca los registros válidos y selecciona «Analizar datos».
FONDO DOCUMENTAL DE INSTRUMENTACIÓN · USGS · NO REPRESENTA AL EQUIPO
La organización del equipo se basa en las responsabilidades descritas en la versión técnica revisada. Los nombres deben cotejarse con la lista oficial del aula.
Un proyecto riguroso también explica sus límites. La capacidad final del instrumento dependerá de la construcción y de los resultados de calibración.
FOTOGRAFÍA DE REFERENCIA · USGS · DOMINIO PÚBLICO
10 / REFERENCIASFuentes utilizadas para contrastar los fundamentos físicos y el tratamiento de mediciones e incertidumbre.