Método Störmer-Verlet vs. ODE45: Una comparación en la resolución del péndulo simple
DOI:
https://doi.org/10.29057/xikua.v13i26.14933Palabras clave:
Péndulo simple, métodos numéricos, Störmer-Verlet, ODE45, Integrador simpléctico, conservación de la energía, sistemas conservativos, integración numérica, sistemas dinámicos, análisis de estabilidadResumen
El péndulo simple es un sistema dinámico ampliamente estudiado en física e ingeniería debido a su simplicidad conceptual y a la riqueza de fenómenos físicos que presenta. Para analizar su comportamiento, es común recurrir a métodos numéricos que permitan resolver sus ecuaciones de movimiento. En este trabajo se realiza una comparación entre dos enfoques numéricos: el método Störmer-Verlet y la función ODE45 de MATLAB.
Mientras que ODE45 es apreciado por su facilidad de uso y precisión en una amplia gama de problemas, el método Störmer-Verlet destaca por su capacidad para conservar la energía del sistema y sus propiedades simplécticas, características esenciales en la simulación de sistemas conservativos. Se presentan los resultados obtenidos con ambos métodos y se discuten sus ventajas, limitaciones y adecuación para el estudio del péndulo simple, resaltando las condiciones en las que el método Störmer-Verlet ofrece un desempeño superior en términos de estabilidad y conservación de la energía.
Descargas
Información de Publicación
Perfiles de revisores N/D
Declaraciones del autor
Indexado en
- Sociedad académica
- N/D
Citas
Arnol’d VI. Mathematical Methods of Classical Mechanics. Springer; 2010.
Feng K, Qin M. Symplectic Geometric Algorithms for Hamiltonian Systems. 2010. doi:10.1007/978-3-642-01777-3
Hairer E. Challenges in Geometric Numerical Integration. En: Springer INdAM Series.; 2014:125-135. doi:10.1007/978-3-319-05254-0_10
Hairer E, Lubich C, Wanner G. Geometric numerical integration illustrated by the Störmer–Verlet method. Acta Numerica. 2003; 12:399-450. doi:10.1017/s0962492902000144
Holmes, P. J., & Marsden, J. E. Horseshoes in perturbations of Hamiltonian systems with two degrees of freedom. Communications in Mathematical Physics, 1982, 82(4), 523-544.
Koh KJ, Yasreen AYM. On Newton-Raphson formulation and algorithm for displacement based structural dynamics problem with quadratic damping nonlinearity. MATEC Web Of Conferences. 2017; 111:01004. doi:10.1051/matecconf/201711101004
Landau, L. D., Lifšic, E. M., Heber, G., Jungclaussen, H., Dautcourt, G., Weller, W., ... & Kozik, B. Lehrbuch der theoretischen Physik (Vol. 1). Berlin: Akademie Verlag; 1966.
Wang B, Wu X. Long-time analysis of an extended RKN integrator for Hamiltonian systems with a solution-dependent high frequency. Journal Of Computational And Applied Mathematics. 2022; 416:114545. doi: 10.1016/j.cam.2022.114545
Yufeng Xing, Rong Yang. Phase errors and their correction in symplectic implicit single-step algorithm. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2007, 23(5): 668-671. DOI:10.6052/0459-1879-2007-5-2006-561
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2025 Alfredo Garcia-Gonzáles

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.