Approximate expressions for the period of a simple pendulum using a Taylor series expansion

Empreu sempre aquest identificador per citar o enllaçar aquest ítem http://hdl.handle.net/10045/18395
Información del item - Informació de l'item - Item information
Títol: Approximate expressions for the period of a simple pendulum using a Taylor series expansion
Autors: Beléndez, Augusto | Arribas Garde, Enrique | Márquez, Andrés | Ortuño, Manuel | Gallego, Sergi
Grups d'investigació o GITE: Holografía y Procesado Óptico | GITE - Física, Óptica y Telecomunicaciones
Centre, Departament o Servei: Universidad de Alicante. Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal | Universidad de Alicante. Instituto Universitario de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías | Universidad de Castilla-La Mancha. Departamento de Física Aplicada
Paraules clau: Nonlinear pendulum | Period | Approximate formula | Taylor series expansion
Àrees de coneixement: Física Aplicada
Data de creació: 22-de març-2011
Data de publicació: 27-de juliol-2011
Editor: Institute of Physics Publishing
Citació bibliogràfica: BELÉNDEZ VÁZQUEZ, Augusto, et al. "Approximate expressions for the period of a simple pendulum using a Taylor series expansion". European Journal of Physics. Vol. 32, No. 5 (2011). ISSN 0143-0807, pp. 1303-1310
Resum: An approximate scheme for obtaining the period of a simple pendulum for large-amplitude oscillations is analysed and discussed. When students express the exact frequency or the period of a simple pendulum as a function of the oscillation amplitude, and they are told to expand this function in a Taylor series, they always do so using the oscillation amplitude as the variable, without considering that if they change the variable (in this paper to the new variable m), a different Taylor series expansion may be performed which is in addition more accurate than previously published ones. Students tend to believe that there is one and only one way of performing a Taylor series expansion of a specific function. The approximate analytical formula for the period is obtained by means of a Taylor expansion of the exact frequency taking into account the Kidd–Fogg formula for the period. This approach based on the Taylor expansion of the frequency about a suitable value converges quickly even for large amplitudes. We believe that this method may be very useful for teaching undergraduate courses on classical mechanics and helping students understand nonlinear oscillations of a simple pendulum.
Patrocinadors: This work was supported by the ‘Vicerrectorado de Tecnología e Innovación Educativa’ of the University of Alicante, Spain (GITE-09006-UA), and by the Generalitat Valenciana, Spain (project PROMETEO/2011/021).
URI: http://hdl.handle.net/10045/18395
ISSN: 0143-0807 (Print) | 1361-6404 (Online)
DOI: 10.1088/0143-0807/32/5/018
Idioma: eng
Tipus: info:eu-repo/semantics/article
Revisió científica: si
Versió de l'editor: http://dx.doi.org/10.1088/0143-0807/32/5/018
Apareix a la col·lecció: INV - GHPO - Artículos de Revistas
GITE - FOT - Artículos de Revistas
Docencia - Ciencias - Otros
Docencia - Ingeniería y Arquitectura - Otros

Arxius per aquest ítem:
Arxius per aquest ítem:
Arxiu Descripció Tamany Format  
ThumbnailEJP_v32_n5_p1303_2011.pdfVersión final (acceso restringido)246,75 kBAdobe PDFObrir     Sol·licitar una còpia
ThumbnailEJP_v32_n5_p1303_2011pre.pdfVersión revisada (acceso libre)2,06 MBAdobe PDFObrir Vista prèvia


Tots els documents dipositats a RUA estan protegits per drets d'autors. Alguns drets reservats.