Un péndulo balístico es un dispositivo que permite determinar la velocidad de un proyectil. Consiste en un bloque grande de madera, de masa M, suspendido verticalmente. Sobre este bloque incide un proyectil, de masa m, a una velocidad horizontalmente, de modo que choque y quede incrustado en el bloque de madera. Supongamos que el centro de masa del bloque asciende una altura h después de la colisión. Calcular:
1.La velocidad que llevaba el proyectil.
2.La fracción de energía cinética inicial que se disipa.
En la colisión, completamente inelástica o plástica puesto que las masas permanecen unidas tras la misma, se conserva la cantidad de movimiento y como la colisión se produceen una sóla dimensión(la dirección en la que se mueve el proyectil, el bloque está inicialmente en reposo en el S.L.1) podemos escribir la ecuación escalar:
donde es la velocidad final de las dos masas unidas. Además, una vez ha ocurrido la colisión, el sistema bloque-proyectil asciende una altura y despreciando rozamientos con el aire podemos afirmar que la energía mecánica se conserva por lo que:
donde tenemos que, considerando por simplificar que la energía potencial es cero a la altura que se produce la colisión, y ; despejando en la anterior expresión queda:
si sustituimos (3) en (1) nos queda:
si despejamos :
que es la velocidad inicial del proyectil de masa .
La fracción de energía cinética inicial que se disipa es el cociente entre la energía cinética inicial:
y la energía cinética final, la del sistema bloque-proyectil, que será:
y su cociente:
esa cifra está expresada en tantos por uno, si la multiplicamos por , obtendremos el tanto por ciento de energía cinética disipada.