Conservación de energía y principio de la conservación de la cantidad del movimiento en un péndulo balístico

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Conservación de energía y principio de la conservación de la cantidad del movimiento en un péndulo balístico

Nicole Samantha Rivas Espinosa, Juan Pablo Ramírez Rodríguez, Verónica Michelle Ballesteros Vanegas, Jeisson Valenzuela Patiño, Karen Martínez Durán.

1Ingeniería Industrial, Universidad Uniminuto. Bogotá-Colombia

Compilado 20 de mayo de 2020

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Se construyó un péndulo balístico para que por medio de este se pueda estudiar lo diferentes fenómenos que actúan sobre este como la conservación de la energía y principio de la cantidad de movimiento. Este péndulo balistico se hizo a partir de materiales como cartón, madera, hilo de cáñamo, icopor etc. Para poder analizar el comportamiento del péndulo se utilizó un software llamado Tracker el cual sirve para obtener datos de manera automática como velocidad, altura. Este análisis del vídeo se compara con los fundamentos teóricos vistos en clase para así poder hallar una relación entre la práctica y la teoría.

Palabras clave: Péndulo balístico, Velocidad, Principio de conservación de la cantidad del movimiento, Tracker.

© 2020 Departamento de Áreas Básicas - Proyectos Finales Física

https://www.aulasuniminuto.edu.co [pic 7]

1. INTRODUCCIÓN

El péndulo balístico es un artefacto donde por medio de un proyectil el cual tendrá una masa que se disparará hacia otra masa la cual estará suspendida y en reposo, para que al momento de su lanzamiento estas queden juntas y se balanceen, con el fin de poder observar la conservación del momento y a su vez la conservación de energía.

Utilizando el péndulo se podrá identificar las características del movimiento que se produce al disparar un proyectil contra otra masa, posteriormente este movimiento analizado anteriormente se pueda relacionar con los temas y formulas vistas en clase y así comprobar si se está cumpliendo el principio de la conservación de la cantidad de movimiento y también de la conservación de energía en colisiones inelásticas. Una vez desarrolladas las respectivas ecuaciones se podrá mostrar a partir de la práctica y de la teoría cada reacción que tiene el péndulo en cada lanzamiento.

Según fuentes se entiende por principio de la conservación de la energía como algo que no cambia, en otras palabras, que el tiempo se mantiene constante al inicio y al final de un evento. [1]

Entre 1616 y 1703 J. Wallis fue quien logró diferenciar los cuerpos duros de los blando. Afirmando que "Un cuerpo blando es el que se deforma en un coque de tal madera que pierde su forma original... parte de la fuerza se utiliza para deformarlos". Con este argumento de Wallis podemos deducir que la fuerza de un cuerpo duro es capaz de deformar un cuerpo blando de forma accidental, es decir, la fuerza inicial no se conserva en un choque inelástico. [2]

Este documento se crea con la intención de mostrar los conocimientos aprendidos en clase por medio de la construcción de un péndulo y los materiales que se usaron para que el mecanismo funcione; a fin de recopilar cierta información por medio de videos y con ayuda del software Tracker obtener datos como velocidad, altura máxima entre otros. Por

último, usar las formulas correspondientes para comprobar lo anteriormente dicho, finalizando con los resultados obtenidos brindando una explicación.

1. MATERIALES Y MÉTODOS

Para la construcción del péndulo balistico se usaron materiales como:

• Base de madera (30*30 cm)
• Una columna de madera (40 cm)
• Un mástil de madera de (20cm)
• Silicona
• Chinches
• Tornillos y clavos
• Base de cartón
• Pistola de dardos de goma
• Dardos de goma (65g)
• Transportador
• Hilo de cáñamo
• Esfera de icopor (45g)

Iniciamos la construcción del péndulo tomando nuestra base de madera la unimos con la columna y por ultimo unimos el mástil con la columna para unirlos usaremos clavos y tornillos, luego de esto amarraremos el hilo de cáñamo para colocar la esfera de icopor y esta quede suspendida por ultimo colocaremos el transportador en la punta del mástil esto en cuanto al péndulo para el proyectil, usaremos como soporte una base de cartón la cual nos ayudará a poner la pistola de dardos de forma firme la pegaremos con silicona, una vez hecho esto añadiremos chinches en los dardos para que al hacer su lanzamiento se añadan a la esfera de icopor y oscilen juntas.

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Imagen propia 1: Péndulo Balistico Terminado.

Para el análisis de nuestro péndulo balistico hicimos diez vídeos de cada lanzamiento con ayuda del software Tracker, este nos dará algunos datos como su velocidad, su altura máxima todo esto a partir del impacto que tiene el lanzamiento del proyectil al péndulo.

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Imagen propia 2: Software Tracker

Tracker es un software diseñado para el análisis y modelado de videos; es un programa de código abierto y multiplataforma disponible para cualquier computador. Este software nos brindará diferentes datos como aceleración, posición de los diferentes objetos. Al igual que también nos da puntos de calibración, diagramas, patrones entre otros. [3].

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