Péndulo balístico

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Péndulo balístico

J. Echeverry, A. Polanco, J. Rendon

Departamento de Física, Universidad del Valle, A.A. 25360

Abstract—In this paper we calculated the velocity of a steel ball when it launched using a ballistic pendulum and compared it with the velocity obtained using the total range in the x-axis, this tests were made in the experimental physics lab in Univalle and gave the intended results that were proposed at the begining of the prectice.

1. INTRODUCCIÓN

El péndulo balístico se usa para medir las velocidades de proyectiles arrojados por algún medio propulsivo y tiene sus primeros desarrollos alrededor de 1742 con Benjamín Robbin. En el uso del péndulo balístico se estudia el choque instantáneo entre una bala y un bloque, y se aplica el principio de conservación del momento lineal para obtener la velocidad inmediatamente después del choque, del conjunto formado por la bala y el bloque. El momento lineal se define como la masa de una partícula multiplicada por la velocidad que lleva. El momento lineal de un sistema compuesto por dos partículas sujetas sólo a su interacción permanece constante. Este resultado constituye el principio de conservación del momento lineal y es uno de los principios más fundamentales de la Física. Al saber que el momento lineal es constante, se pueden realizar un sistema de ecuaciones que permita despejar la velocidad del movimiento de las dos partículas como un conjunto. A pesar de que este método para calcular la velocidad de proyectiles fue usado por mucho tiempo, hoy en día este método ha caído en desuso y ha sido sustituido por la medida de la velocidad de la bala mediante una fotocélula y un cronometro de alta precisión [1] .

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1. Discusión teórica

 Si sobre dos cuerpos que chocan no actúa ninguna fuerza externa durante el tiempo en que tiene lugar el choque, la cantidad de movimiento lineal total del sistema formado por los dos cuerpos se conserva durante el choque. Se tienen las siguientes ecuaciones:

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Ecuación 1. Velocidad del proyectil mediante masas y altura.

Donde m es la masa del balín, M es la masa del péndulo y h es la resta de las alturas entre la ranura promedio y el péndulo en reposo.

[pic 3]

Ecuación 2. Velocidad del proyectil mediante la trayectoria.

Donde S es el alcance promedio, y es la altura.

1. Procedimiento experimental y resultados

Teniendo el montaje de un péndulo balístico, se miro que todo estuviera debidamente colocado. Primero, en reposo, se pasó a medir la altura desde la mesa hasta la parte superior de la cavidad donde se incrustaría el balín una vez disparado. Después de haber tomado esta medida, se pasó a disparar 10 veces el balín, tomando la altura (ranuras) alcanzada en la rampa del péndulo con el balín. Luego de tomar las 10 medidas, se saca un promedio de la altura alcanzada en la rampa y se toma esta altura, desde la mesa hasta la parte superior de la cavidad donde se incrusta el balín. Una vez terminado esta primera parte, se desmonta el péndulo y se toma el peso, tanto del balín como el péndulo por separado. Después, se coloca un papel en la posición donde caerá el balín para que quede registrada la caída del balín. Una vez instalado el papel, se pasa a disparar el balín 10 veces y se toma el punto de caída del balín. Luego de tomar estos puntos, se mide la distancia desde el punto de disparo hasta cada uno de los puntos de alcance. De estos alcances también se saca un promedio.

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