Velocidad de un balin disparado por un rifle

MEDICION DE LA VELOCIDAD DE UNA BALA DISPARADA CON UN RIFLE


Laboratorio de Mecánica, Primer Piso, Edificio Z, ESFM,
Unidad Profesional “Adolfo López Mateos”, Colonia Zacatenco,
Delegación Gustavo A. Madero, México, D.F. C.P. 07738

Calculamos la velocidad de una bala (balín) disparada con rifle, para esto colocamos dos discos hechos de cartulina en una varilla, esta giraba rotatoriamentecon ayuda de una liga y un motor, con el fin de hacer girar los discos desde su centro; disparamos un balín con ayuda de un rifle colocado cerca del primer disco, teniendo el cuidado suficiente de perforar los dos discos, y obtener los datos suficientes, esto para con ayuda de una ecuación modificada, obtener su velocidad.

INTRODUCCIÓN

El experimento consto en calcular la velocidad con laque es disparada una bala o en nuestro particular caso un balín metálico, con ayuda de la siguiente ecuación:

[pic]…(1)

Al resultarnos imposible medir el tiempo en que una bala recorre cierta distancia, optamos con el uso de otros métodos o mejor dicho otras ecuaciones.
Para solucionar este problema improvisamos un artefacto, que constaba de una varilla metálica recta, la cual podía girarcon ayuda de una liga colocada en la mitad de la varilla, y activada por un motor. A los extremos de esta varilla colocamos dos discos con un radio aproximado de 15 cm en los que trazamos una línea recta desde su centro hasta un extremo del disco, simulando su radio, los sujetamos con tuercas y tornillos a la varilla, de tal forma que las líneas quedaran alineadas y que al momento de girar lavarilla junto con los discos, estos giraran simultáneamente, esto con la finalidad de que al momento de disparar tuviéramos una referencia del ángulo obtenido al perforar el primer disco ((o) con el ángulo obtenido al perforar el segundo disco ((f), y así al saber que como la velocidad del balín siempre será la misma al ser disparada, los incrementos entre los ángulos serian de igual forma similaresobteniendo un ((, entendiéndose como el incremento entre un ángulo y otro. Para después con ayuda de una lámpara estroboscópica digital apuntando hacia los discos conociéramos la frecuencia con la que los discos dan una revolución, esto lo sabríamos al encontrar una frecuencia de disparo en el que las líneas parecieran presentarse en el mismo lugar.
La idea principal de hacer esto fue que pudiéramosmedir la longitud entre un disco y el otro para así poder sustituir la distancia de (1) por la longitud existente entre los discos (l).
También podíamos sustituir t por tf-to=(t, donde tf es el tiempo final de nuestro intervalo, y to es el tiempo inicial de nuestro intervalo, como no tenemos la manera de medir ese tiempo lo asociamos con otra ecuación, la ecuación del periodo, dando a entendercomo periodo el tiempo que tarda un objeto circular en dar una revolución, en este caso nuestros discos:

[pic]…(2)

Así utilizando una regla de tres, tenemos que:

[pic]…(3)

Sustituyendo (3) en (1), además de algunas referencias anteriormente citadas y algunos métodos algebraicos obtenemos:

[pic]…(4)

Y al saber esto, solo nos restaba asociar la frecuencia de la rotación del discocon el periodo, obteniendo:

[pic]…(5)

La cual fue nuestra ecuación principal.

Pero también teníamos que tener en cuenta varias correcciones obtenidas al momento de medir la longitud entre un disco y otro, como:

[pic]…(6)

Donde div.escala son las divisiones que tiene nuestro patrón de medida, en este caso un metro dividido en mm, y div.observador son las divisiones que nosotros ledimos al mínimo intervalo de las div.escala.

También esta la corrección de la colocación del patrón de medida (Ccolocación), esta quiere decir que pudimos desviar la colocación del punto cero del patrón de medida en el punto exacto en el que quisimos comenzar a medir; los valores que le dimos fueron de (0,01 m, esta corrección esta dada por la siguiente ecuación:

[pic]…(7)

Donde P(x), se...