Pendulo balistico

LABORATORIO DE MECANICA

SEDE VILLA DEL ROSARIO

PENDULO BALISTICO

DEPARTAMENTO DE UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

FISICA Y GEOLOGIA FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS

No

8

Verificar el principio de conservación de cantidad de movimiento y de la no verificación del principio de conservación de la energía en un choque inelástico. Revisar la teoría física y los principios fundamentales que están presentes en el experimento planteado. Determinar la velocidad de disparo de un proyectil utilizando el método aproximado y el método exacto.

Figura 1.

Materiales

Cantidad

Aparato de lanzamiento -Tablero con 6 tornillos traseros y 2 delantero –péndulo balístico- 11229.20

1

Porta esfera transparente

1

Péndulo con 4 Pesas de 10 g. y 2 tornillos

1

Cañón con disparador (argolla e hilo)

1

Transportador

1

Aguja de medición

1

Objetivos

Esquema del Laboratorio y Materiales

2

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PENDULO BALISTICO

Los principios de conservación son fundamentales para la Física. Por medio de estos principios es posible estudiar y predecir la evolución en el tiempo de muchos sistemas. En el caso específico de la Mecánica, son de gran importancia los principios de conservación de la energía, conservación del momentum lineal y conservación del momentum angular. En esta práctica se utilizará el principio de conservación del momentum lineal para estudiar el funcionamiento de un péndulo balístico. Este es un dispositivo clásico que permite medir la rapidez de disparo un proyectil.

Utilizando un péndulo balístico (Figura 1), un proyectil (esfera de acero o madera) de masa m se dispara con rapidez , y al chocar contra el péndulo queda incrustado en él. Como resultado del impacto el conjunto péndulo-proyectil oscila alrededor del punto de suspensión alcanzando una altura máxima (Figura 2) sobre el punto donde ocurrió la colisión.

La altura (de ahora en adelante llamaremos) alcanzada por el péndulo podemos medir su energía potencial. Esta a su vez es igual a la energía cinética del sistema justo después del choque, si despreciamos la fricción en el pivote del péndulo.

Figura 2.

No es posible igualar la energía cinética del péndulo justo antes del choque a la energía cinética del proyectil justo después de él, pues la colisión es inelástica. Sin embargo, dado que en toda colisión se conserva el momento lineal (cantidad de movimiento), si pueden igualarse los momentos lineales del sistema proyectil – péndulo, justo antes y justo después del choque.

Primer Método (Método Aproximado)

el cual asume que el péndulo y la bola actúan juntos como una masa puntual localizada en su centro de masas combinado. Este método no toma en consideración la inercia rotacional.

La velocidad inicial de la bola cuando sale del lanzador de proyectiles se determina disparando la bola dentro del péndulo y observando el ángulo máximo que alcanza el péndulo (ver figura 2). La velocidad aproximada de la bola se encuentra utilizando la siguiente ecuación

Donde

Masa del péndulo + proyectil (acero o madera).

Masa del proyectil (acero o madera).

Aceleracion de la gravedad.

Es la distancia del pivote al centro de masa del sistema (proyectil + péndulo).

Marco Teórico y Procedimiento

3

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Angulo ancanzado por el péndulo.

Segundo Método (Método Exacto)

Utiliza la inercia rotacional del péndulo en los cálculos. Las ecuaciones son un poco más complicadas, y es necesario tomar más datos para encontrar el momento de inercia del péndulo; esto hace que los resultados obtenidos sean

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