Péndulo balístico

1. Resumen
3. Objetivos
4. Marco
   teórico
5. Lista de materiales
   empleados
6. Procedimiento a
   seguir
7. Datos
8. Procedimiento experimental
   y datos calculados
9. Conclusiones
10. Referencias
    bibliográficas

1. Hay dos métodos para hallar la velocidad
   inicial de un proyectil

   Primero por medio del péndulo
   balística a la cual se determina la velocidad inicial
   utilizando los conceptos conservación del momento
   lineal, en la cual se dispara el proyectil y el balín
   choca con el péndulo quedando unidos hasta una altura
   determinada, generando un choque inelástico al cual se
   le aplica la conservación del momento lineal, hallando
   así su velocidad inicial

   El segundo método es un tiro parabólico en
   el cual nuestra altura es constante y varia nuestra distancia
   de alcance en el eje x, donde empleamos las ecuaciones
   cinemáticas para dicho sistema
   hallando así su velocidad inicial

2. RESUMEN

   There are two methods to find the initial speed of a
   projectile

   First by means of the pendulum ballistics to which
   the initial speed is determined using the concepts
   conservation of the lineal moment, in which is shot the
   projectile and the baling it collides with the pendulum being
   united until a certain height, generating an inelastic crash
   to which is applied the conservation of the lineal moment,
   finding this way its initial speed

   The second method is a parabolic shot in which our
   height is constant and it varies our reach distance in the
   axis x, where we use the equations kinematics for this system
   finding this way its initial speed

3. ABSTRACT
4. INTRODUCCIÓN

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

Mediante un análisis profundo de los conceptos de la
conservación del momento lineal y la cinemática del movimiento
parabólico se estudiara el proyectil al ser disparado
hallando su respectiva velocidad inicial

4.
OBJETIVOS

• Estudiar los conceptos de conservación del
  momento lineal, conservación de la energía, tipos
  de colisiones, cinemática del movimiento
  parabólico
• Describir las características del movimiento
  parabólico que realiza el balín al ser
  disparado
• Describir el tipo de choque del balín
  disparado contra el péndulo
• Analizar por medio de los datos el
  movimiento y determinar su comportamiento

5. MARCO
   TEÓRICO

CONSERVACIÓN DEL MOMENTO LINEAL

La masa total de un sistema multiplicada por la
velocidad del centro de masas es igual a la cantidad de
movimiento lineal total  del sistema

P = M Vcm. Si la fuerza externa
resultante que actúa sobre el sistema es nula, la cantidad
de movimiento total del sistema se conserva.

CONSERVACIÓN DE LA
ENERGÍA

Cuando en un problema intervienen sobre el sistema
únicamente fuerzas conservativas se pude aplicar el
teorema de conservación de la energía. Esto supone
que

Siendo y
las sumas de las
energías potenciales más la energía
cinética en los momentos inicial y final

COLISIONES

Se emplea el término de colisión para
representar la situación en la que dos o más
partículas interaccionan durante un tiempo muy
corto. Se supone que las fuerzas impulsivas debidas a la
colisión son mucho más grandes que cualquier otra
fuerza externa presente.

El momento lineal total se conserva en las colisiones.
Sin embargo, la energía cinética no se conserva
debido a que parte de la energía cinética se
transforma en energía térmica y en energía
potencial elástica interna cuando los cuerpos se deforman
durante la colisión.

Se define colisión
inelástica como la colisión en la cual no
se conserva la energía cinética. Cuando dos objetos
que chocan se quedan juntos después del choque se dice que
la colisión es perfectamente inelástica. Por
ejemplo, un meteorito que choca con la
Tierra.

En una colisión elástica la
energía cinética se conserva. Por ejemplo, las
colisiones entre bolas de billar son aproximadamente
elásticas. A nivel atómico las colisiones pueden
ser perfectamente elásticas.

La magnitud Q es la diferencia entre las energías
cinéticas después y antes de la colisión. Q
toma el valor de cero
en las colisiones perfectamente elásticas, pero puede ser
menor que cero si en el choque se pierde energía
cinética como resultado de la deformación, o puede
ser mayor que cero, si la energía cinética de las
partículas después de la colisión es mayor
que la inicial, por ejemplo, en la explosión de una
granada o en la desintegración radiactiva, parte de la
energía química o energía
nuclear se convierte en energía cinética de los
productos.

TIRO PARABÓLICO

Se denomina tiro parabólico, en general, a
aquellos movimientos que suceden de forma bidimensional sobre la
superficie de la tierra.

Para este tipo de móviles el movimiento se
descompone en sus componentes X e Y. El movimiento en X no sufre
aceleración, y por tanto sus ecuaciones
serán

pero en cambio en el
eje Y se deja sentir la fuerza de la gravedad, supuesta constante
y por tanto sus ecuaciones serán

Algunas preguntas típicas del tiro
parabólico son calcular el alcance y altura máxima.
Estas preguntas se pueden contestar sabiendo que la altura
máxima se alcanzará cuando. De esta
condición se extrae el tiempo que tarda en alcanzar la
altura máxima y sustituyendo en la ecuación de
las se obtiene la altura máxima. El alcance
máximo se puede calcular razonando que, para cuando esto
suceda, el móvil volverá estar al nivel del
suelo y por
tanto , sustituyendo se obtiene
y, sustituyendo éste en las
el resultado. Otras cantidades se pueden
conseguir de manera similar.

6. LISTA DE MATERIALES
EMPLEADOS

• Balín de acero
• Proyectil
• Péndulo balístico
• Hojas de papel
• Regla

7. PROCEDIMIENTO A SEGUIR

1. Antes de iniciar las mediciones debemos alinear el
   sistema de tal forma que el proyectil se incruste en el
   péndulo.

   

2. Disparamos el proyectil 10 veces y tomamos los valores
   de las alturas máximas del péndulo.
   Después, tomamos los valores
   medios de
   h, y los anotamos en una tabla de datos.
3. Bajamos el péndulo del soporte, medimos la
   masa M y la masa m del proyectil. Después
   anotamos los valores en una tabla.
4. Luego quitamos el péndulo de la trayectoria del
   proyectil y lo disparamos 10 veces más

   DEMOSTRACIÓN.

   

   

   

   

   

   

   Se reemplaza

   

   6.
   DATOS

   EL balín pesa 0.072
   0.01Kg

   El péndulo pesa 0.25
   0.01Kg

   Tabla No. 1

   CON PÉNDULO
   BALÍSTICO

   Tiro #	X (cm)	Y (cm)
   1	17.5	10.2
   2	18	11.2
   3	18.9	10.9
   4	17.7	10.5
   5	18.3	10.3
   6	18.4	10.6
   7	18.8	10.6
   8	17.7	10.5
   9	18	10.6
   10	18.3	10.7

   Tabla No. 2

   SIN EL PÉNDULO
   BALISTICO

   Tiro #	X (cm)	Y (cm)
   1	134.1	105
   2	134.9	105
   3	135.5	105
   4	139.8	105
   5	136.9	105
   6	138.7	105
   7	138.3	105
   8	141.7	105
   9	138.5	105
   10	138.3	105

5. Con los datos que tenemos, calculamos la velocidad
   inicial (vi) del proyectil
6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y DATOS
   CALCULADOS

1. Hallamos el valor medio de la altura

   

   

   La incertidumbre de la velocidad es 6.32

2. Calculamos la velocidad inicial con su respectiva
   incertidumbre usando la gravedad 9776 10

   Antes de chocarse el balín tiene una
   altura de 7.2 cm por lo tanto su

   

   

   Antes del choque el péndulo balístico
   tiene una altura de 7.2cm por lo tanto su:

   

   

   Después del choque el balín y el
   péndulo quedan adheridos por lo tanto es una
   colisión inelástica.

   Además sabemos que la energía
   cinética en este momento es igual a cero

3. Discusión sobre las transformaciones de
   energía de las distintas etapas del fenómeno
   observado.
4. La velocidad inicial por métodos
   cinemáticos:

VoX = Vo.cos0 = Vo

Y =-1/2gt2+ Voy + yo

X = Vt

V2 =
0.5x977x(137.5)2

105

V = 296.5 cm/s

La velocidad mas acertada es V = 6.43 m/s por lo tanto
la tomamos como convencionalmente verdadera

7. CONCLUSIONES

• Por medio de los resultado de la velocidad inicial se
  puede concluir que para que un movimiento parabólico se
  pueda realizar exitosamente, se debe de mantener un ambiente
  estable para lograr los resultados que realmente se
  están buscando, por lo que la ubicación y
  el estado de
  los elementos que se están utilizando entran a jugar un
  papel muy importante, y así, de esta forma, podremos
  obtener el resultado esperado.

Que la condiciones del ambiente no se toman en cuenta
para lograr un resultado estándar, de lo contrario se
dependería de un lugar y un tiempo especifico para
lograr "los mismos resultados", lo cuál es
prácticamente casi imposible.

• Aprendimos como hallar la velocidad inicial de un
  sistema por dos métodos diferentes y a demostrar la
  velocidad inicial de un sistema por medio de la
  conservación del momento lineal.
• Analizamos detalladamente el comportamiento de los
  sistemas antes
  y después del choque con sus respectivas energías
  y lo que dichas puede decir de aquellas.

7. REFERENCIAS
   BIBLIOGRÁFICAS

Física general con experimentos
sencillos. Beatriz Alvarenga, Antonio Máximo. Editorial
Harla, México.
1979, 1980, 1981

Guía de laboratorio FÍSICA I. Luis Alfredo
Rodríguez

Villegas Mauricio, Ramírez
Ricardo,

investiguemos 10, Voluntad, Bogota 1989

centros6.pntic.mec.es/cea.pablo.guzman

www.goggle.com

Presentado por:

Javier Tenorio

Nathalia Guevara

Maria Carolina Ortiz

Carolina Ospina