Péndulo balístico: velocidad del proyectil
Un proyectil de velocidad desconocida se incrusta en un bloque suspendido. Registre el ángulo máximo a distintas longitudes de suspensión y recupere v₀ a partir de la cantidad de movimiento y de la energía.
Objetivo
Determinar la velocidad oculta del proyectil v₀ a partir de θ_max: tras un choque perfectamente inelástico, V = √(2gL(1−cos θ)) y v₀ = (M+m)V/m. Promedie varios disparos a distintas L.
Material
- Péndulo balístico (el proyectil se incrusta)
- Transportador
- Masas conocidas m, M
- Regla (L)
Experimento
Teoría
Al incrustarse (choque perfectamente inelástico) se conserva la cantidad de movimiento: m v₀ = (M+m) V. Luego la energía: V² = 2gL(1−cos θ_max). En total, v₀ = (M+m)/m · √(2gL(1−cos θ_max)). El montaje oculta v₀ y la velocidad tras el choque; usted solo lee el transportador.
Procedimiento
- m, M y g son conocidos. La velocidad del proyectil está fija y oculta. Cambie solo la longitud de suspensión L.
- Dispare; lea θ_max en el transportador. Se añade un pequeño ruido angular.
- La tabla calcula v₀ a partir de V = √(2gL(1−cos θ)) y v₀ = (M+m)V/m.
- Repita al menos para 6 longitudes distintas, entre unos 0,80 m y 1,60 m.
- Tome la media de la columna v₀ y compare con el valor de referencia.
Conclusión
La velocidad media recuperada de la bala coincide con el valor oculto dentro de la tolerancia. Las principales incertidumbres: ruido del goniómetro, idealización de un choque perfectamente inelástico y la omisión de la fricción del soporte.