Práctica #6: Relación de la masa y la velocidad de impacto en la formación de cráteres

Práctica #6: Relación de la masa y la velocidad de impacto en la formación de cráteres

Objetivos

1. Encontrar la relación entre los efectos ocasionados por la colisión de una capsula de plástico contra un sustrato formado de harina y una capa superficial de chocolate.
2. Reconocer y mencionar los alcances, límites y errores asociados al inciso anterior.
3. Proponer una manera alterna para medir los efectos.

Introducción

En balística es posible estimar la distancia del tirador-victima observando los efectos que los proyectiles provocan en las zonas de impacto. En este trabajo exploraremos como se puede construir un modelo donde ser varia primero la masa y luego la velocidad de proyectiles para dejar una huella en un sustrato blando. Con ello nos podemos dar una idea de cómo se obtienen este tipo de modelos teóricos forenses.

Materiales

• 10 Capsulas de igual geometría y diferente peso
• 1 Bandeja de plástico
• 1 paquete de harina
• 1 paquete de chocolate en polvo
• 1 Cámara  digital
• 1 soporte universal
• 1 pinza par probetas
• 1 espátula
• 1 Báscula  
• Flexómetro
• Testigo métrico
• Cinta adherible (masking tape)

Procedimiento experimental

Lee las instrucciones por completo antes de ejecutar

1. Medir la charola y realizar una graduación colocando los testigos métricos
2. Colocar dentro de la charola una capa de aproximadamente 5cm de espesor de harina, de manera uniforme y que cubra la totalidad del área de la charola. Dando a entender que el espesor se refiere al tamaño entre la base del envase y la capa superficial de la harina.
3. Marcar una distancia de 1m desde la capa superficial de la harina.
4. Construye el   arreglo experimental como muestra la Fig 1.
5. Medir el peso de las capsulas, de estar vacías llenarlas con tres diferentes pesos.
6. Agregar una capa fina de chocolate en la superficie de la harina, de manera que la tape casi por completo y no se vea la harina.
7. Ya que se tiene todo lo anterior, un poco arriba de la altura marcada en el paso 3 se posicionará la capsula tratando de centrarla en el área cubierta por el chocolate, hay que procurar que no sea cercano a los bordes de la charola.
8. Tomar uno de los huevos y desde la posición en el paso 6 dejarlo caer procurando no empujarlo.
9. Fijar fotográficamente el cráter formado. Por ejemplo, como muestra la Fig. 2.
10. Repetir el procedimiento para cada huevo.

Recomendaciones

1. Colocar la regla dentro de la charola pero en alguna de las orillas, de tal manera que no esté cambiando de posición durante eventos.
2. Colocar alguna guía en la parte exterior de la charola y del soporte universal, para que estas no cambien durante las tomas, esto es ya que cuando se hace el barrido, para preparar la zona, se llega a mover
3. Mantener la cámara bien fija, de tal manera que no se mueva durante la captura de las imágenes.
4. Si se llega a requerir sobre el soporte universal se colocó un contrapeso.
5. Cuando se rocíe el chocolate procurar que la capa no sea muy gruesa ni que se extienda por toda la charola,  ya que después del impacto no se logra distinguir el contraste.

[pic 1]

Figura 1. Diagrama del arreglo experimental a construir.

[pic 2]

Figura 2. Fotografía del cráter que provocó una capsula de masa m al dejarla caer desde una altura h.

Registro de datos

Complete los siguientes cuadros para después obtener los modelos empíricos.

Cuadro 1. Datos del diámetro promedio del cráter formado en función de la rapidez velocidad de impacto de la capsula

Con los datos recabados. Realice un gráfico de la relación entre diámetro promedio del cráter en función de la velocidad de impacto. Haga un ajuste polinómico, obtenga el coeficiente de correlación.

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