El movimiento (o falta de movimiento) del punto de suspensión de un objeto se observa cuando el objeto es golpeado.

Lo que muestra

El centro de percusión (COP) es el lugar en un bate o raqueta donde se puede golpear sin causar reacción en el punto de apoyo. Cuando se golpea una bola en este punto, el contacto se siente bien y la bola parece saltar con su mayor velocidad y, por lo tanto, a menudo se conoce como el punto dulce. En puntos distintos de este punto, el bate o la raqueta pueden vibrar o incluso picarte las manos. Este experimento muestra el efecto al demostrar lo que sucede cuando golpeas un modelo suspendido de un murciélago en varios lugares.

Cómo funciona

Cuando un bate o raqueta es golpeado en su centro de gravedad (engranaje), se mueve hacia adelante (sin rotación) en la dirección de la fuerza. Golpear un bate o raqueta en algún lugar que no sea su engranaje produce un torque alrededor de su engranaje, lo que resulta en un movimiento tanto de rotación como de traslación, como se ilustra a continuación para el caso de un palo.

Además, hay un punto que, cuando se golpea, resultará en que la velocidad de traslación hacia adelante y la velocidad de rotación hacia atrás sean iguales y opuestas. Este punto se llama el centro de percusión.

el perno de 2 × 4 (140 cm de largo) representa nuestro murciélago y está suspendido de un perno horizontal por un perno en U (fijado a un extremo del 2 × 4 ) como se muestra arriba. El 2 × 4 puede girar alrededor del punto de suspensión y el perno en U de la suspensión (punto de pivote) puede moverse horizontalmente.

En la primera de las tres situaciones representadas en los dibujos, se aplica una fuerza (golpe de martillo) debajo del POLICÍA. Esto resulta en una considerable velocidad de rotación en sentido contrario a las agujas del reloj (mayor que la velocidad de traslación hacia adelante) y el punto de suspensión se mueve hacia la izquierda. Si la fuerza se aplica entre el COP y el engranaje (ilustración central), la velocidad de avance excederá la velocidad de rotación en el punto de pivote y habrá un empuje hacia adelante en el punto de pivote a la derecha. Golpear por encima del ENGRANAJE (no ilustrado) impartirá velocidades de rotación y traslación en la misma dirección, y el punto de suspensión se moverá claramente a la derecha. En el tercer caso, el 2 × 4 se golpea en el COP, que se encuentra a 2/3 del camino hacia abajo. Las velocidades de avance y de rotación son iguales y opuestas en el punto de suspensión, que permanece estacionario.

A veces el centro de percusión se conoce como el centro de oscilación. La razón de esto se puede demostrar suspendiendo un péndulo simple cuya longitud es igual a la distancia desde el punto de pivote hasta el COP. El 2 × 4 y el péndulo tendrán el mismo período de oscilación. 1

Configurarlo

Esto es fácil: simplemente apoye el perno de suspensión horizontal desde un par de abrazaderas de laboratorio conectadas al banco de conferencias. El perno horizontal tiene un corte de muesca en V poco profundo para que el perno de suspensión descanse. El cerrojo salta de la muesca cuando se golpea un punto que no sea el POLICÍA. Un mazo o martillo de goma dura completa la configuración. Tenemos una selección de bates de béisbol reales y raquetas de tenis si el profesor desea seguir esa ruta.

Puede ser divertido probar bates de béisbol y raquetas de tenis reales. Estos podrían ser suspendidos y golpeados en varios puntos. Debido a que sus formas son más complejas, se necesitará un poco de experimentación para identificar la ubicación de la POLICÍA. Cronometrar el período de oscilación y calcular la longitud del péndulo simple correspondiente debería ser el truco. La comparación de las ubicaciones del COP de bates de madera y aluminio también podría ser instructiva.

1 El 2 × 4 es un péndulo físico cuyo período de oscilación es , en comparación con un péndulo simple cuyo período es . Por lo tanto, un péndulo simple de 2/3 de la longitud de un péndulo físico tendrá un período idéntico.