Péndulo balístico – medir la velocidad de una bala

Qué muestra

El péndulo balístico sirve para medir la velocidad de una bala. La bala se incrusta en un bloque colgado en un choque perfectamente inelástico: se conserva la cantidad de movimiento, m·v = (m + M)·V, pero no la energía cinética, y la fracción M/(m + M) se convierte en calor, sonido y deformación. Durante la oscilación se conserva la energía mecánica, así que ½V² = gh. Uniendo las dos etapas se obtiene v = (m + M)/m · √(2gh). El modelo ignora la resistencia del aire y el rozamiento en el eje, considera la varilla sin masa y supone que el choque termina antes de que el bloque se mueva.

Cómo usarla

Ajusta Bala m, Velocidad v, Bloque M y Varilla L, pulsa Disparar y observa la regla de altura mientras el bloque sube. Compara las barras de cantidad de movimiento antes y después del choque y luego las de energía. Después marca Modo de medida (ocultar v): pulsa Disparar, lee h, calcula la velocidad de la bala, escríbela en Tu velocidad calculada y pulsa Comprobar. Nueva bala da otra velocidad oculta.

Parámetros que puedes cambiar

• Masa de la bala 2–50 g
• Velocidad de la bala 100–900 m/s
• Masa del bloque 0,5–10 kg
• Longitud de la varilla 0,5–3 m
• Modo de medida (ocultar la velocidad de la bala)

Preguntas para explorar

1. ¿Por qué no se puede aplicar la conservación de la energía mecánica desde el vuelo de la bala hasta el punto más alto?
2. ¿Cómo cambian la altura h y la fracción de energía perdida si duplicas la masa M del bloque?
3. ¿En qué formas de energía se convierte la energía cinética perdida en el choque?