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OBJETIVOS

En esta práctica se utilizará el principio de conservación del momentum lineal y el principio de conservación de la energía, para estudiar el funcionamiento de un péndulo balístico. Estees un mecanismo que nos permitirá medir la velocidad de disparo un proyectil.

INTRODUCCION

MONTAJE

Utilizando un péndulo balístico (Figura 1), un proyectil de masa m se dispara con rapidezVb, y al chocar contra el péndulo queda incrustado en él. Como resultado del impacto el conjunto péndulo-proyectil oscila alrededor del punto de suspensión alcanzando una altura máxima (h (Figura 2)sobre el punto donde ocurrió la colisión.

De la altura (h alcanzada por el péndulo podemos medir su energía potencial. Esta a su vez es igual a la energía cinética del sistema justo después delchoque, si despreciamos la fricción en el golpe del péndulo.

No es posible igualar la energía cinética del péndulo justo antes del choque a la energía cinética del proyectil justo después de él, pues lacolisión es inelástica. Sin embargo, dado que en toda colisión se conserva el momento lineal, si pueden igualarse los momentos lineales del sistema proyectil – péndulo, justo antes y justo despuésdel choque, así:

m Vb = M V(;

Donde M es la masa combinada del péndulo y el proyectil incrustado, y V( es la rapidez del péndulo justo después del choque. La energía cinética del sistema en ésteúltimo instante es:

K = ½(M V(²):

Que a su vez es igual a la energía potencial que alcanza el sistema en su altura máxima:

U = Mg(h = MgRcm(1 – cos();

Donde Rcm es la distancia desde el ejede rotación del péndulo (punto de suspensión) hasta su centro de masa, y q es el ángulo máximo respecto a la vertical que alcanza el péndulo en su recorrido.

De las ecuaciones anteriores demuestreque la rapidez del proyectil puede expresarse como:

Vb = [pic] ;

Podemos ver que la velocidad inicial del proyectil puede determinarse a partir de la medición de las masas, Rcm y el ángulo...
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