Ensayo pendulo balistico

Introducción: en la antigüedad el péndulo balístico era utilizado para determinar la velocidad de un proyectil, esto era posible debido a que el proyectil era disparado a un bloque de madera suspendido por un material ligero, este al recibir el impacto (choque perfectamente inelástico) alcanzaba una altura h y por medio de ecuaciones físicas determinaba la velocidad. Esta experiencia eradestructiva por lo cual en la actualidad se utilizan péndulos físicos, estos poseen la ventaja que se puede repetir la experiencia varias veces sin tener que reemplazar los materiales, tarea que con un péndulo convencional no se puede realizar, porque al incrustarse la bala en el bloque lo destruye.

Funcionamiento del péndulo físico utilizado en nuestra experiencia. Fenómenos observados.
Este tipo depéndulo consta de un cañón el cual es cargado por un proyectil comprimiendo un resorte de constante k una distancia x que luego al ser liberado vuelve a su posición inicial imprimiéndole una velocidad al proyectil que sale del cañón y se incrusta dentro del bloque del péndulo, produciendo un choque perfectamente inelástico, haciendo balancear el péndulo hasta alcanzar una altura h, al llegar a supunto máximo de elevación el péndulo regresa hasta alcanzar su posición inicial.
Ver figura 9.10 a y b de la página 248 del libro Serway 4ª edición tomo 1, para ver diferencia entre ambos péndulos.

Objetivo principal del experimento: mediante los datos obtenidos en las experiencias desarrolladas en el laboratorio y las herramientas de calculo matemático que disponemos, determinar la alturamáxima del centro de masa de un péndulo, luego de experimentar un choque perfectamente inelástico variando el peso del péndulo.

Experiencias

Experimento 1

Sistema: péndulo, cañón y proyectil.

Procedimiento con dos pesas.

Objetivo: medición del ángulo descrito por el péndulo.

Procedimiento: se calibraron los instrumentos a utilizar.
La medición se llevo a cabo cuando al liberar elproyectil que estaba dentro del cañón, impactó produciendo un choque perfectamente inelástico con el bloque del péndulo balístico, éste se elevo una altura h y por medio de un testigo se estableció el ángulo de desplazamiento.

Rango: escala graduada en grados indicando la cantidad de grados descrito por el péndulo mediante un testigo del sistema. Rango: desde 0º hasta 90º, aumentando de 1º en1º.

Condiciones: para realizar este experimento se desprecia el roce del péndulo con el aire y también el roce del buje del péndulo.

Incertidumbre = 0,25º

Valor absoluto = 16º

Incertidumbre relativa = incertidumbre absoluta / valor medido = 0,25º / 16º = 0.015
1º____________________ 100 %
0.015º ________________ 1,56 %
La incertidumbre es producida por laapreciación de la escala insuficiente de grados

Procedimiento sin pesas

Incertidumbre = 0,5º

Valor absoluto = 26.5º

Incertidumbre relativa = incertidumbre absoluta / valor medido = 0,5º / 26.5º = 0.0188
1º____________________ 100 %
0.028º ________________ 1,88 %
La incertidumbre es producida por la apreciación de la escala insuficiente de grados
Para conseguir mayorángulo se quitaron los dos pesos del péndulo.

Experimento 2

Objetivo: Medición del diámetro del proyectil.

Procedimiento: el proyectil fue medido por un calibre pie de rey, el cual permite la apreciación exacta de décimas de milímetros.

Resultado: 25 mm 0.25 mm

Incertidumbre relativa = incertidumbre absoluta/ valor medido = 0.25 mm / 25.0 mm = 0.01 o 1%
Esta incertidumbre es deapreciación.

Experimento 3

Objetivo: medición del tiempo que tarda el proyectil en atravesar el sensor infrarrojo.

Materiales e instrumentos: péndulo, cañón, proyectil y photogate.

Procedimiento: se ubica el photogate delante del cañón de forma tal que el censor infrarrojo coincida con el centro de masa del proyectil. De esta manera se mide el tiempo que tarda el diámetro del...