Pendulo basistico

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Conservación del Momento Lineal con el Péndulo Balístico.
Materiales: Mini launcher. Base para montaje del mini launcher. Sensor de movimiento de rotación. Interfaz 750. Péndulo con receptor. Esfera de acero. Masa de carga. Accesorio para fotopuertas Fotopuertas (2) Smart timer. Regla. Objetivo: El objetivo de este experimento es verificar los principios de conservación del momento lineal yconservación de la energía mecánica cuando solo fuerzas conservativas hacen trabajo. Consulta: ¿Qué es el centro de masa de un cuerpo? ¿Cómo se puede medir el centro de masa de un cuerpo no simétrico? Introducción: En este experimento un lanzador, el “mini launcher” lanza una esfera sólida de acero con una velocidad inicial v0. La esfera se incrusta en el receptor del péndulo y los dos se mueven comoun sistema. El péndulo con que se trabaja en el experimento consiste en una varilla hueca unida a un receptor y una masa de carga, de manera que toda la masa está concentrada al final de la varilla, esto es, el péndulo es simple. Durante la colisión de la esfera con el péndulo, el momento lineal del sistema se conserva, es decir: (I) me v0  (me  m p )V donde me es la masa de la esfera, m p es lamasa del péndulo, v 0 es la rapidez inicial de la esfera y V es la rapidez final del sistema esfera-péndulo. Después de la colisión, la energía del sistema se conserva aproximadamente, esto es:

1 (me  m p )V 2  (me  m p ) gh 2

(II)

Figura 1. Péndulo balístico

Donde h es la altura final alcanzada por el sistema esfera-péndulo medida desde el punto de la colisión. En el experimentose mide h midiendo: la distancia del punto de pivote al del centro de masa y midiendo el máximo desplazamiento angular alcanzado por el sistema usando un sensor de movimiento de rotación. Con estas medidas y usando las ecuaciones I y II, se puede calcular la velocidad inicial de la esfera. Esta velocidad también se medirá usando fotopuertas y el smart timer y los dos valores se compararán. Procedimiento: 1. Monte el receptor como se muestra en la figura 1. Asegúrese de que el péndulo quede alineado con las pestañas del sensor de rotación. Asegúrese también de que el receptor y la esfera marcada en el lanzador estén alineados. Ponga la masa de carga en el receptor y conecte el sensor de rotación a la interfaz. 2. Cargue el lanzador de modo que la esfera quede en la tercera posición, esdecir en “Long Range”. 3. Abra el archivo de DataStudio llamado “ballistic pendulum (pp).ds” y haga clic en Start para empezar a tomar datos. 4. Lance la esfera de modo que quede atrapada en el péndulo. En la gráfica de la posición angular versus el tiempo, encuentre la máxima posición angular alcanzada en la primera oscilación, es decir, la oscilación que ocurre después de la colisión. Anote susresultados en la tabla 1. 5. Repita el paso 4 otras cuatro veces y encuentre la máxima posición angular promedio alcanzada. 6. Lance la esfera una vez más y deje que suba hasta su máximo desplazamiento. Pare el péndulo en este punto de modo que la esfera no cambie su posición dentro del receptor. 7. Desmonte el péndulo del sensor. Con la esfera aun en el receptor, ponga el péndulo en la mesa con lavarilla perpendicular al borde. Elija un integrante del equipo para que encuentre la posición del centro de masa de la siguiente manera: Desplace el péndulo hasta que apenas se balancee en el borde, este es el centro de masa del sistema. Mida la distancia desde el punto de pivote hasta el centro de masa, es decir mida r como se muestra en la figura. 8. Repita el paso 7 con otro integrante delgrupo. Con las dos medidas del centro de masa, encuentre el promedio. 9. Usando la medida de ̅ y la de max encuentre h, muestre sus cálculos. 10. Mida la masa de la esfera y la masa del péndulo. 11. Con estos resultados encuentre la velocidad inicial de la esfera, muestre sus cálculos. 12. Ahora monte las fotopuertas en el lanzador y conecte el Smart Timer. Lance la esfera de la tercera posición y...
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