Experimentacion de fisica pendulo balistico.

[pic 1]MEDICION DE LA VELOCIDAD DE UN PROYECTIL: PENDULO BALISTICO

Diana Tolorza 1328058

Ronald Urueña 1526512

 Departamento de física, Universidad del Valle, Cali, Colombia

              Abril 28 de 2015[pic 2]

Resumen: En este laboratorio se pretende medir la velocidad de un proyectil usando diferentes tipos de consideraciones: la conservación del momento lineal y las ecuaciones del movimiento parabólico.

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1. OBJETIVO

Medir la velocidad con la que se dispara un proyectil usando un péndulo balístico y compararla con la calculada usando su alcance máximo.

1. MARCO TEORICO

El péndulo tiene una cavidad cilíndrica, para recibir el balín, y una varilla liviana y fuerte, unida a la cavidad en la parte inferior; y mediante un pivote en su extremo superior donde hay un tornillo fijador que se ajusta para darle firmeza al péndulo; pero a la vez, evitando la fricción.

La pistola consta de un eje móvil, que entra en la perforación que tiene el balín, y es compreso a través de un resorte. El eje se suelta por medio de un gatillo. Al dispararse el balín, es retenido por la cavidad, y se mantiene dentro de ella por medio de una lámina, de tal forma que el centro de gravedad de todo el cuerpo en su punto más bajo, se ubique en el eje.

La altura máxima h, a la cual llega el péndulo cuando se incrusta el balín en la cavidad, se registra al quedar el péndulo sostenido por una cuña; que se engancha en los dientes de una pequeña rampa dentada. Esta rampa tiene una escala, en su cara externa para indicar la altura alcanzada por el péndulo.

Realizamos una serie de diez repeticiones, con este mecanismo del péndulo, tomando las alturas correspondientes y calculando la velocidad inicial del balín por medio de la siguiente fórmula:

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Donde m es la masa del balín y M es la masa del péndulo. Y g es la gravedad con h como la respectiva altura alcanzada por el conjunto de masas péndulo y balín. En la fórmula anterior vamos a remplazar los datos bien calculados y vamos a obtener que tuvimos una velocidad inicial de 5,1 m/s.

Este cálculo de la velocidad inicial, también lo vamos a realizar con la misma masa m del balín, pero ya el péndulo lo vamos a remover del sistema; para posteriormente calcular la distancia alcanzada en el eje (x) por el proyectil. En este caso vamos a utilizar la siguiente formula:

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Donde S es la distancia alcanzada por el proyectil en el eje (x), y Y es la altura del sistema con respecto al suelo. Haciendo los respectivos remplazos en la formula, obtuvimos una velocidad de 5,8 m/s.

Estos cálculos se reportaran más adelante con sus respectivas dispersiones, intervalos de confianza y también los coeficientes de variación.

1. PROCEDIMIENTO Y TABLAS:

Para realizar el experimento utilizamos los siguientes materiales:

• Péndulo Balístico
• Cinta métrica metálica (3 metros)
• Proyectil: Balín de bronce
• Regla milimétrica
• Nivel
• Balanza para pesar
• Hoja de papel carbón
• Prensa

El montaje experimental tiene una pistola de resorte y un péndulo que tiene una cavidad que retiene el proyectil al ser lanzado, después del choque, éste se incrusta por medio de una cuña en una rampa dentada cuando se llega a la altura máxima.

La masa del proyectil es de 0.0694g, la masa del péndulo es de 0.221g, y la gravedad en el lugar del experimento es de 9.78 

En la primera parte del experimento se lanza el proyectil contra el péndulo, se cuentan los dientes que sube para hacer un promedio y así determinar la altura:[pic 7]

La altura que tiene el diente promedio  y la altura del péndulo  entonces la altura promedio es:
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Luego encontramos la velocidad inicial por el péndulo balístico:

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En la segunda parte del experimento se lanza el proyectil y se deja caer libremente en el suelo, a una altura S=0,99m con un pedazo de papel carbón en el suelo se marca el alcance S, se miden y se hace un promedio:

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