UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FISICA GENERAL
FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413 TRABAJO LABORATORIO PRÁCTICA 5 PÁNDULO BALÍSTICO UNIDAD No 3 TEOREMAS DE CONSERVACIÓN. P!"!#$%&o %: '''''''' ''''' T($o E#$!)%&o *o: RUBEN DARIO GAMARRA RODRIGUE+ C,&-)o: 554454
G(*o: 100413_45
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA / A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA 01 JUNIO 012 BUCARAMANGA
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TABLA DE CONTENIDO OBJETIVOS..................................................................................................................4 OBJETIVO GENERAL..............................................................................................4 OBJETIVOS ESPECIFICOS.....................................................................................4 INTRODUCCIÓN..........................................................................................................5 1. MARCO TEÓRICO................................................................................................6 2. DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA..........................................................................7 2.1
Re!"#$# % !&'(')%" e* (% +",&'% -E!'+$# / '*#&"!0e*&$#...........................7
3. PROCEDIMIENTO...................................................................................................7 4. INFORME................................................................................................................. CONCLUSIONES.......................................................................................................16 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...........................................................................17
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LISTADO DE TABLAS T%(% 1. E""$"e# +%"% ($# ,*!($# 0e'$# $* (% e#8e"% e %e"$9999999.. T%(% 2. E""$"e# +%"% ($# ,*!($# 0e'$# $* (% e#8e"% e 0%e"%999999.1: T%(% 3. E""$" +$"e*&!%( e (% ;e($'% e (%*)%0'e*&$ e (% $(% e 0%e"%9..13 T%(% 4. E""$" +$"e*&!%( e (% ;e($'% e (%*)%0'e*&$ e (% $(% e %e"$.....913 T%(% 5. D%&$# e (% +",&'% e( +<*!($ %(=#&'$9999999999999....15
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LISTADO DE FIGURAS F'!"% 1. D'#+$#'&';$ e +<*!($ %(=#&'$ -P>Y?E99999999999999@ F'!"% 2. M$*&%e +%"% e&e"0'*%" e( e*&"$ e 0%#%9999999999999.. F'!"% 3. B"%)$ e( +<*!($ %(=#&'$999999999999999999991:
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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Verificar el principio de conservación de cantidad de movimiento y de la no verificación del principio de conservación de la energía cinética en un choque inelástico.
Revisar la teoría física y los principios fundamentales que están presentes en el experimento planteado.
Determinar la velocidad de disparo de un proyectil utilizando el método aproximado y el método exacto..
OBJETIVOS ESPECIFICOS
plicar el teorema del tra!a"o y la energía# la ley de la conservación de la energía y los principios de momentum en el estudio de los choques perfectamente inelásticos.
Determinar las condiciones iniciales y finales de un proyectil disparado hacia un !loque que permanece en reposo
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INTRODUCCIÓN
$on el siguiente informe descri!imos la experiencia adquirida en el la!oratorio al poner en práctica lo estudiado teóricamente y mostramos de una forma clara y resumida los métodos utilizados en nuestro experimento. %ediante un análisis profundo de los conceptos de la conservación del momento lineal y la cinemática del movimiento para!ólico se estudiara el proyectil al ser disparado hallando su respectiva velocidad inicial
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1. MARCO TEÓRICO
&os principios de conservación son fundamentales para la 'ísica. (or medio de estos principios es posi!le estudiar y predecir la evolución en el tiempo de muchos sistemas. )n el caso específico de la %ecánica# son de gran importancia los principios de conservación de la energía# conservación del momentum lineal y conservación del momentum angular. )n esta práctica se utilizará el principio de conservación del momentum lineal y el principio de conservación de la energía mecánica para estudiar el funcionamiento de un péndulo !alístico. )ste es un dispositivo clásico que permite medir la Rapidez de disparo un proyectil..
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. DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA U#$ e( '#+$#'&';$ e +<*!($ %(=#&'$ +%"% $0+"$%" +$" 0e'$ e (% e+e"'0e*&%'* e( &e$"e0% e (% $*#e";%'* e (% e*e"=% 0e,*'%.
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3. PROCEDIMIENTO 1. C$($!e e( L%*)%$" e P"$e&'(e# %( 0$*&%e e( P<*!($ %(=#&'$ %( *';e( e( %+&!"%$" e (% $(%. A#e"e#e e !e e( +<*!($ !e(!e ;e"&'%(0e*&e $* "e#+e&$ %( (%*)%$". 2. S!e&e (% %#e e( +<*!($ % (% 0e#%. 3. U'!e e( +<*!($ % : $* "e#+e&$ % (% H$"')$*&%( e (% +%"&e #!+e"'$" e( '#+$#'&';$ (!e$ %"!e e( (%*)%$" e +"$e&'(e#. Pe"0'&% %( +<*!($ $(%" ('"e0e*&e 0!e;% e( '*'%$" e( ,*!($ +%"% +$*e"($ e* e"$ "%$#.
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4. !'&e e( +<*!($ e (% %#e e#&$"*'((%*$ !'&%*$ e( ee e( +';$&e. E*!e*&"e (% 0%#% e( +<*!($ $(% !*&$#. Re%('e e#&e +"$e'0'e*&$ $* (% $(% e 0%e"% "e=#&"e($ e* (% &%(% 7 $0$ M0. I!%(0e*&e e*!e*&"e (% 0%#% e (% $(% e %e"$ "e=#&"e(% e* (% &%(% 7 $0$ M%.
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4. INFORME 1. E(%$"e !*% &%(% e e""$"e# +%"% ($# ,*!($# 0e'$# $* (% e#8e"% e %e"$ $&"% &%(% e e""$"e# +%"% ($# %&$# e ($# ,*!($# 0e'$# $* (% e#8e"% e 0%e"%.
N
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Angulo
ER
E% Promedio
E%
1
29
28,67
0,33
0,0115
1,1510
1,5463
2
28
28,67
0,67
0,0234
2,3369
1,5463
3
29
28,67
0,33
0,0115
1,1510
1,5463
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T%(% 1. E""$"e# +%"% ($# ,*!($# 0e'$# $* (% e#8e"% e %e"$.
N
Angulo
θ Promedio EA
ER
E% Promedio
E%
1
14
13,67
0,33
0,0241
2,4140
3,2431
2
13
13,67
0,67
0,0490
4,9012
3,2431
3
14
13,67
0,33
0,0241
2,4140
3,2431
T%(% 2. E""$"e# +%"% ($# ,*!($# 0e'$# $* (% e#8e"% e 0%e"%. 2. C%(!(e (% ;e($'% %+"$'0%% e (% $(% !#%*$ (% #'!'e*&e e!%'*. T%*&$ +%"% (% $(% e %e"$ $0$ +%"% (% $(% e 0%e"% -F'!"% 3 V b=
M x m x
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NOTA e( +"$e#$ e#%""$((%$ e* e( *!0e"%( 2 #e", e&'!e&%$ $0$ 0<&$$ %+"$'0%$ +%"% %(!(%" e( ;%($" e (% ;e($'%.
V!o-&%& &! %
V b=
√ /
0.111 kg 0.011 kg
2∗(9,81
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m )∗( 0.015 m )( 1−cos16.6 ) 2 s
V!o-&%& &! %
M x m x
√ 2 g (0.010 m) ( 1− cos θ´ )
0.132 kg
0.032 kg V b= 0,96 m / s
√
2∗( 9,81
m )∗(0.015 m)( 1 −cos36 ) 2 s
3. U&'('e e( &e$"e0% e (% $*#e";%'* e (% %*&'% e 0$;'0'e*&$ e( &e$"e0% e (% $*#e";%'* e (% e*e"=% 0e,*'% (% 8'!"% 3 +%"% e0$#&"%" !e (%
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→
∑ Pi=∑ P f M$0e*&$ '*''%( %*&e# e( '0+%&$ M$0e*&$ 8'*%( e#+!<# e( '0+%&$ m1 ≠ 0 ; V 1( ) ≠ 0 ;V 1( ) ≠ 0 i
f
m2 ≠ 0 ; V 2( ) ≠ 0 ;V 2( ) ≠ 0 i
f
V 1 (f ) = V ( )=V 2 f
f
→
¿
∑ P (i) ?
∑ P ( i )= P ( ) + P ( ) 1 i
2 i
∑ P ( i )=m V ( )+ m V ( ) → ∑ Pi = m V ( ) 1
2
1i
2 i
1
1 i
→
¿
∑ P (f ) ?
∑ P ( f ) = P ( ) + P ( ) 1 f
2 f
∑ P ( i )=m V ( )+ m V ( )=( m + m ) V 1
→
1 f
2
2 f
1
2
f
→
∑ P =∑ P i
f
m1 V 1 (i )=( m1 + m2) V f
V 1 (i) =
( m + m ) V f 1
2
m1
Se* e( &e$"e0% e (% $*#e";%'* e (% e*e"=% 0e,*'%
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FISICA GENERAL E i= E f E ki = E pf 1 2
2
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P%"% H%((%" (% %(&!"% e
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"e&,*!($
RCM 8
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cos θ =
b =cos θ ∙ R CM y f = RCM − b y f = RCM − cos θ ∙ R CM y f = RCM ( 1 −cos θ )
Ree0+(%)%0$# y f e* (% 8"0!(% %*&e"'$" V = √ 2 g R CM ( 1− cos θ )
AH$"% "ee0+(%)%0$# (% ;e($'% e* (% 8"0!(% $&e*'% e* (% $*#e";%'* e (% %*&'% e 0$;'0'e*&$.
V 1 ( i) =
( m +m ) V f 1
2
m1
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FISICA GENERAL V 1 ( i) =
( m + m ) √ 2 g R CM (1 −cos θ ) 1
2
m1
4. C%(!(e e( e""$" +$"e*&!%( e (% ;e($'% $&e*'% +$" e( 0<&$$ %+"$'0%$ -N!0e"%( 2 &$0%*$ $0$ ;%($" "e%( $ +"$0e'$ e( %&$ e( 0e'$" ''&%( e (% ;e($'% +"$0e'$ - e&e"0'*e e( "%$ e $*8'%'('% e* (% 0e''* e (% ;e($'%.
N 1
Velocidad 1,36
Velocidad Promedio
EA
2,56
ER 1,2
E% 0,4688
46,8750
T%(% 3. E""$" +$"e*&!%( e (% ;e($'% e (%*)%0'e*&$ e (% $(% e 0%e"%.
N 1
Velocidad 1,21
Velocidad Promedio 2,45
EA
ER 1,24
E% 0,5061
50,6122
T%(% 4. E""$" +$"e*&!%( e (% ;e($'% e (%*)%0'e*&$ e (% $(% e %e"$.
5. R!"*o#&% %" "-)(-!#$!" *!)(#$%": % !< 8!e*&e# e e""$" e#&,* +"e#e*&e# e* e#&e e+e"'0e*&$ !< &%*&$ %8e&%* % #!# "e#!(&%$# e#&$# e""$"e# R/ C!%*$ #e 0'e !*% %*&'% (% 0e'% !e #e $&'e*e *$ e# *ee#%"'%0e*&e e( ;%($" e%&$ % !e e( "e#!(&%$ $&e*'$ e#&%", %8e&%$ +$" e""$"e# e'$# % 0!(&'&! e 8%&$"e#. P$" ee0+($ %( "$*$0e&"%" e( +e"=$$ e( +<*!($ #e $#e";%*
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Se #'0+('8'%"=%* ($# ,(!($# #' #e $*#e";%"% (% e*e"=% '*<&'% e* (% $('#'* e*&"e (% +e($&% +<*!($ R/ N$ +$e0$# '!%(%" (% e*e"=% '*<&'% e( +<*!($ e#+!<# e( H$!e $* (% e*e"=% '*<&'% e (% $(% %*&e# e( H$!e % !e e( H$!e e*&"e (% $(% e( +<*!($ e# '*e(,#&'$ (% e*e"=% '*<&'% *$ #e $*#e";% e* !* H$!e '*e(,#&'$. E( 0$0e*&$ #e $*#e";% e* &$%# (%# 8$"0%# e H$!e #'* e0%"$ #= #%e0$# !e e( 0$0e*&$ e (% $(% %*&e# e( H$!e e# '!%( %( 0$0e*&$ e( +<*!($ e#+!<# e( H$!e. >% 0,# e*e"=% $ 0e*$# e*e"=% &"%*#8e"'% %( +<*!($ !%*$ e( +<*!($ e# '"%$ e &%( 0%*e"% !e (% $(% $(+ee (% +%"&e e %&",# e <#&e R/ >% 0e*$" e*e"=% +$"!e !%*$ (% e#8e"% e#&, e*&"$ e( "%)$ &$%;=% e'#&e e*e"=% '*<&'% H%#&% !e (% ;e($'% e# : %#= e( "%)$ %(%*)%"% !* 0%$" ,*!($.
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RCM = 0.17m
RCM =0.015 m
a
m
M a¿ 0.132 Kg
M m¿ 0.111 Kg
ÁNGULOS
Ve($'% -Se*#$" θ1 36 2.54 0/# θ2 36 2.57 0/# θ3 36 2.53 0/# ESFERA Eo *o!#$(% &! % @!o-&%&: ACERO ÁNGULOS C=O>UE INELASTIC
ESFERA
Ve($'% -Se*#$" θ1 16 0/# θ2 1@ 0/# θ3 16 0/# Eo *o!#$(% &! % @!o-&%&:
θ´
36 E =¿ θ´
166 E =¿
ma¿ 0.032 Kg V ( Sensor )
2.54 0/#
V ( Sensor )
2.75 0/#
m m¿ 0.011 Kg V b= !rm"#a
3?2 9" 3?2 9" 3?2 9"
V b= !rm"#a 3?3 9" 3?2 9" 3?3 9"
MADER
O
A
T%(% 5. D%&$# e (% +",&'% e( +<*!($ %(=#&'$.
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CONCLUSIONES
(or medio de los resultado de la velocidad inicial se puede concluir que para que un movimiento para!ólico se pueda realizar exitosamente# se de!e de mantener un am!iente esta!le para lograr los resultados que realmente se están !uscando# por lo que la u!icación y el estado de los elementos que se están utilizando entran a "ugar un papel muy importante# y así# de esta forma# podremos o!tener el resultado esperado.
*ue las condiciones del am!iente no se toman en cuenta para lograr un resultado estándar# de lo contrario se dependería de un lugar y un tiempo específico para lograr +los mismos resultados+# lo cual es prácticamente casi imposi!le.
prendimos como hallar la velocidad inicial de un sistema por dos métodos diferentes y a demostrar la velocidad inicial de un sistema por medio de la conservación del momento lineal . nalizamos detalladamente el comportamiento de los sistemas
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CONCLUSIONES
(or medio de los resultado de la velocidad inicial se puede concluir que para que un movimiento para!ólico se pueda realizar exitosamente# se de!e de mantener un am!iente esta!le para lograr los resultados que realmente se están !uscando# por lo que la u!icación y el estado de los elementos que se están utilizando entran a "ugar un papel muy importante# y así# de esta forma# podremos o!tener el resultado esperado.
*ue las condiciones del am!iente no se toman en cuenta para lograr un resultado estándar# de lo contrario se dependería de un lugar y un tiempo específico para lograr +los mismos resultados+# lo cual es prácticamente casi imposi!le.
prendimos como hallar la velocidad inicial de un sistema por dos métodos diferentes y a demostrar la velocidad inicial de un sistema por medio de la conservación del momento lineal .
nalizamos detalladamente el comportamiento de los sistemas antes y después del choque con sus respectivas energías y lo que dichas puede decir de aquellas
)l aire e"erce fricción so!re el proyectil haciendo q este se desvié y,o pierda velocidad -si quieren hacer este e"ercicio me"or me"oren este punto.
E( "%'$ e( +<*!($ *$ e# *ee#%"'$ +%"% H%((%" (% ;e($'%.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
D$**e(( D D'%0$* J. S($Q $(('#'$*# '* &He %(('#&' +e*!(!0 A $0+!&%&'$*%( #&!. A0. J. PH#. 71 -6 J!*e 2::3 ++. 53554:.
'ísica general con experimentos sencillos. /eatriz lvarenga# ntonio %áximo. )ditorial 0arla# %éxico. 1232# 1245# 1241 6uía de la!oratorio '789$ 9. &uis lfredo Rodríguez Villegas %auricio# Ramírez Ricardo# 9nvestiguemos 15# Voluntad# /ogota 1242
