Conozco la ecuación diferencial para el balanceo de un péndulo simple:
dónde:
La ecuación correspondiente para un péndulo físico es:
.
dónde:
Sin embargo, en realidad, los péndulos disminuirán su velocidad debido al amortiguamiento por fricción y la resistencia del aire. Despreciando la resistencia del aire, trayendo un coeficiente de amortiguamiento cambia la ecuación de un péndulo simple a: (corrígeme si me equivoco)
.
Mi pregunta es, ¿ a qué se traduciría la ecuación diferencial anterior si se aplicara a un péndulo físico ? No utilice "aproximaciones de ángulo pequeño".
Un péndulo físico como el descrito anteriormente se comporta de manera idéntica a un péndulo simple con una longitud . Entonces, mi inclinación sería que simplemente reemplaces ambas L en tu ecuación con el Acabo de definir. Eso es:
Aunque, por supuesto, esto puede ser diferente dependiendo de cómo se defina su coeficiente de amortiguamiento.
Si el coeficiente de amortiguamiento se aproxima a cero, la ecuación diferencial que estamos buscando debe aproximarse a la segunda ecuación que escribiste (la del péndulo físico). Por lo tanto, podemos concluir que lo único que tenemos que modificar en la última ecuación para obtener la ecuación de un péndulo físico amortiguado es convertir g/L en mgL/(I_CM+mL^2).
Si queremos encontrar la ecuación de movimiento, me temo que tenemos que hacer una aproximación de ángulo pequeño (o resolver la ecuación numéricamente, lo cual es bastante tedioso).
Diracología