Electromagnetisme |
Condensadors Condensador pla-paral·lel Model elèctric Condensador cilíndric Condensador amb Força sobre un dielèctric (I) Força sobre un dielèctric (II) Càrrega i descàrrega
Agrupació de condensadors |
Fonaments físics | |
| En el capítol de Dinàmica s'ha dissenyat una experiència coneguda com a pèndol balístic que ens permet calcular la velocitat d'una bala que xoca contra un bloc que està suspés d'un fil. La mesura de l'altura a la qual ascendeix el conjunt format per la bala i pel bloc després del xoc, o l'angle de desviació del fil respecte de la vertical, ens permet calcular la velocitat de la bala abans del xoc. En el capítol Sòlid rígid vam construiir un segon pèndol balístic en el qual se substitueix el fil per una vareta i el bloc per un cilindre. El conjunt format per la vareta i el cilindre constitueix un sòlid en rotació al voltant d'un eix fixe. En aquesta pàgina descriurem un experiment en el qual s'empra un circuit RC per a mesurar el temps t de vol d'una bala entre dues posicions fixes separades una distància d.
Fonaments físics
Abans de disparar la bala es carrega el condensador de capacitat C amb una bateria de tensióV0. La bala trenca el circuit en el contacte A (en color blau) i desconnecta la bateria per la qual cosa el condensador comença a descarregar-se a través de la resistència R. Com hem demostrat en la pàgina anterior, quan un condensador es descarrega la càrrega del condensador disminueix exponencialment amb el temps i també fa el mateix la diferència de potencial V entre les plaques del condensador,
on el producte R·C s'anomena constant de temps del circuito. Aquesta descàrrega prosegueix fins que la bala trenca el contacte B (en color blau) del circuit. El temps transcorregut és el quocient entre la distància x que separa els dos conductors trencats i la velocitat de la bala,
ActivitatsCada vegada que es pitja el botó Nou es genera un nombre aleatori entre 1 i 10 que representa la velocitat v de la bala que haurem de calcular. La bateria té una tensió V0 = 10 V. Es construeix el circuito RC prenent una resistència R i un condensador de capacitat C. El producte de les dues magnituds s'introdueix en el control d'edició Constant de temps RC. La distància entre els dos cables trencats està també fixada pel programa i val x = 1.0 m. Es pitja el botó Comença i la bala es mou cap al circuit, trenca el primer contacte A, el condensador es comença a descarregar (com es mostra en la gràfica). Es mesura la diferència de potencial V entre les plaques del condensador quan es trenca el segon contacte B i el condensador deixa de descarregar-se. Aïllem el temps t de la fórmula (1) i després aïllemv de la fórmula (2),
La velocitat v de la bala que hem calculat es pot comparar amb la proporcionada pel programa interactiu quan es pitja el botó Resposta. Per a mesurar bé la velocitat hem d'introducir una constant de temps RC el valor de la qual siga de l'ordre del temps que tarda la bala en moure's la distància x entre els dos cables trancats. Exemple
|
||
Mesura de la 
(1)
(2)
