Laboratorio fisica.

LABORATORIO DE FÍSICA

PRACTICA N° 1

PÉNDULO BALÍSTICO

BOGOTA

INTRODUCCIÓN

Con el siguiente informe describimos la experiencia adquirida en el laboratorio al poner en práctica lo estudiado teóricamente y mostramos de una forma clara y resumida los métodos utilizados en nuestro experimento. 

Gracias a la invención de péndulo balístico es posible, medir la rapidez de un proyectil, de masa m1 que colisiona con un objeto de mayor masa m2. La   cantidad de movimiento del sistema inmediatamente después de la interacción es igual a la cantidad de movimiento inicial del proyectil. Este dispositivo nos permitirá apreciar que la cantidad de movimiento y la energía mecánica se conservan.

El péndulo tiene dos modos de funcionamiento. Al lanzar la esfera contra el péndulo a una cierta velocidadv ésta puede golpearsimplemente el péndulo o, alternativamente, quedar alojada en su interior. En estesegundo supuesto, debido al cambio de masa del sistema final, el choque bola-pénduloserá de tipo inelástico. Para analizar el sistema en el segundo supuesto no podemosigualar la energía cinética del péndulo después del choque con la energía cinética de laesfera justo antes, puesto que el choque es inelástico y la energía no se conserva. Unacantidad que sí se conserva es el momento angular respecto al eje de giro. Esta magnitudnos servirá para relacionar la energía del péndulo con la velocidad de la bola antes del impacto.

OBJETIVOS

GENERAL

• Determinar la velocidad de un proyectil que se mueve con rapidez a partir del uso de un péndulo balístico.

ESPECÍFICOS

• Identificar la construcción del sistema pendular con todos los materiales para llevar a cabo un montaje adecuado.

• Comprender el funcionamiento adecuado de los instrumentos y prácticas del laboratorio para generar un ambiente de precaución y trabajo en el mismo.

• Conocer e interpretar las variables que influyen en el cálculo de la velocidad inicial del proyectil.

• Estimar la relación entre la velocidad inicial del proyectil y la altura.

MARCO TEÓRICO

Se denomina péndulo balístico a un sistema con el que se mide la rapidez de un proyectil que se mueve de prisa, como una bala. La bala se dispara hacia un gran bloque suspendiendo de unas cuerdas. La bala es detenida por el bloque y todo el sistema se balancea hasta alcanzar la altura h. puesto que el choque es perfectamente inelástico y el momentum se conserva.  

Si el tiempo que emplea el proyectil en quedar detenido en el interiordel bloque es pequeño en comparación con el periodo de oscilación del péndulo (bastará con que los hilos de suspensión sean suficientemente largos), permanecerán casi verticales durante la colisión. Supongamos que el centro de masa del bloque asciende a una altura h después de la colisión.

[pic 1][pic 2]

El proyectil, de masa m, cuya velocidad v se quiere determinar, se dispara horizontalmente de modo que choque y quede incrustado en el bloque de madera. Si el tiempo que emplea el proyectil en quedar detenido en el interior del bloque de madera es pequeño en comparación con el período de oscilación del péndulo (bastará con que los hilos de suspensión sean suficientemente largos), los hilos de suspensión permanecerán casi verticales durante la colisión. Supongamos que el centro de masa del bloque asciende a una altura h después de la colisión. Entonces, conocidos las masas del proyectil y del bloque y el ascenso de este después del choque, la velocidad del proyectil viene dada por

[pic 3] (1)

Durante la colisión o choque se conserva la cantidad de movimiento o momento lineal del sistema, de modo que podemos escribir:

[pic 4](2)

Después de la colisión, en el supuesto de que ángulo máximo de desviación del péndulo no supere los 90º, el principio de conservación de la energía nos permite escribir:

[pic 5](3)

Resolviendo el sistema de ecuaciones (2) y (3) con respecto a v, obtenemos fácilmente el resultado expresado en (1).

MATERIALES DE LABORATORIO

REGLA

Es el instrumento que nos permite medir las diferentes longitudes de la cuerda.

[pic 6]

CUERDA Y MASA

Son parte fundamental de nuestro laboratorio, ya que nos ayudan a hacer un montaje y poder realizar nuestro experimento.

[pic 7]

CRONÓMETRO

Es el instrumento ó herramienta que nos permite hacer las mediciones del tiempo.

[pic 8]

PROCEDIMIENTO

El desarrollo de nuestra práctica de laboratorio consta de 4 partes:

1. Creación de la estructura, está constituida por una masa (oasis), una cuerda, unos soportes la regla.  

1. Se realiza el lanzamiento del proyectil para medir su tiempo y velocidad.

1. Bueno nosotros utilizamos cronometro para medir el tiempo de impacto del proyectil con el oasis

1. Análisis y anotación, de los datos que íbamos obteniendo.

[pic 9]

DATOS OBTENIDOS

Principalmente hallamos datos experimentales como:

GRÁFICA

Dónde:

t: tiempos

m: Masa

...