Laboratorio de Física (Péndulo Balístico)

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UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR

SEDE DEL LITORAL

Laboratorio de Física

 (Péndulo Balístico)

                                     Vargas, Febrero del 2016

Introducción

     En el presente informe se describirá la experiencia adquirida en el laboratorio y pondrá en práctica los temas  desarrollados teóricamente. Se expondrá el procedimiento seguido de una forma clara, se plantearan los resultados a fin de demostrar las teorías aplicadas y finalmente se describirá brevemente la razón de dichos resultados.

     El péndulo balístico es un dispositivo que permite medir la velocidad del proyectil o bala disparado a partir del momento lineal de un balín y su conservación de la energía. En esta práctica, un lanzador de proyectiles dispara una bala de plástico (de masa ) con una rapidez  hacia un péndulo en reposo de masa . La bala se incrusta en el péndulo dando lugar a una colisión perfectamente inelástica, haciendo que el momento del balín se transfiera al sistema péndulo-balín. El péndulo adquiere una nueva velocidad  después de la colisión y se eleva, incrementando la altura del centro de masa del péndulo a una distancia .[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

     En esta práctica de laboratorio se realizó dicho experimento en donde se puso en práctica los principios de conservación de la energía y de la cantidad de movimiento lineal para encontrar la rapidez de salida de una esfera (balín) disparado horizontalmente desde un lanzador de proyectiles

Objetivos

Objetivo General

• Estudiar las leyes de conservación (del momento lineal y de la energía mecánica) para determinar la velocidad inicial de un proyectil usando el péndulo balístico.
• Inscribir los componentes del movimiento  y como son usados para determinar la velocidad de un proyectil disparado horizontal con la medida del alcance.
• Describir como varia el alcance de un proyectil con el ángulo inicial

Objetivos Específicos        

• Calcular la velocidad inicial por tres métodos (fórmulas distintas)  de un proyectil utilizando un péndulo balístico.

Procedimiento experimental

     El procedimiento experimental seguido a fin de determinar la velocidad del proyectil por el primer método teniendo en cuenta que la formula a utilizar será.

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     Se utilizó el disparador con el péndulo que contenía, en esta ocasión, una masa para determinar el ángulo mayor alcanzado en cada medición de la siguiente forma. El péndulo balístico utilizado se muestra en la Figura Nº1 para representar cada una de las partes de este.

Paso 1:

  Se tomó la esfera de plástico y se introdujo en el dispositivo de disparo verificando que el sistema este alineado. Seguidamente, se procedió a fijar el sistema y dispáralo con el nivel de velocidad de medio alcance. Se verifico que el proyectil se introdujera en el receptor del proyectil y que cual fue el valor del ángulo obtenido () en la escala angular y se plasmó en la tabla de datos previamente realizada. [pic 8]

     A continuación, se recargo el sistema con el mismo balín, disparándose en nueve ocasiones más con la misma velocidad (medio alcance); para un total de diez disparos.

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Figura   Nº1 -Péndulo balístico utilizado y sus partes

Paso 2:

Se procede a  determinar las masas:

• Primera masa (m) correspondiente a la masa de la esfera plástica utilizada en el proyectil, se utilizó una balanza mecánica para realizar este peso.
• Segundo masa (M) correspondiente del peso del péndulo, se extrajo el péndulo de su base principal, se ubicó en  una   balanza mecánica y se determinó su masa con su respectivo error dado por el instrumento.

Al completar las mediciones, se fueron plasmando una a una en la tabla llevada durante la práctica, plasmando los resultados con su respectivo error de medición que en esta ocasión estaba dado por la balanza.

Paso 3:

Se procede a determinar la longitud del péndulo:

     Con el péndulo fuera del soporte, se rodeó a este en su espacio más amplio y pesado, intentando mantener en equilibrio la pieza como se muestra en la Figura Nº 1, al observar que el péndulo estuviera en perfecto equilibrio se utilizó una cinta métrica y se midió desde el punto de giro del péndulo hasta donde se encontraba la cuerda.

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Figura Nº2   representación del procedimiento seguido para determinar [pic 11]

      Luego de determinar todas estas incógnitas procedimos a sustituirlas en la formula ya  mencionada y procedemos a calcular la velocidad inicial con que el proyectil es lanzado.

Segundo método

      En este método segundo método para medir la velocidad de un proyectil usando un péndulo balístico utilizaremos la siguiente formula y el siguiente montaje:

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(Montaje experimental en el laboratorio)

Paso 1:

    Procedimos a calcular los valores  de (Xinicial)  y  (Y) tomando como instrumento de medición un cinta métrica.  Teniendo como resultado Xi= 0,125 m y Y= 1,2m.

Paso 2:

     Para calcular nuestra (Xfinal) tomamos el proyectil al cual se le introdujo una  esfera de plástico de 10grs, procedimos hacer un disparo de prueba para así observar a que  alcance (Xo) podría recorrer.

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