Un cañón de vacío impulsa una pelota de ping-pong a velocidad supersónica.

El "cañón" mide básicamente 6 pies de largo y está hecho con un tubo de PVC de 1/2 pulgada.
La mesa de ping-pong se coloca en el extremo proximal, y ambos extremos se sellan con plástico fino o papel de aluminio.
A continuación, se extrae el aire de la tubería mediante una bomba de vacío.
Cuando se rompe el sello del extremo más cercano, el aire a presión atmosférica fluye hacia el interior de la tubería, empujando la bola a través del sello del extremo más alejado.
El concepto clave es que la bola viaja a través del vacío en la tubería, por lo que no hay resistencia del aire.
Con suficiente presión atmosférica en un lado de la bola y sin resistencia en el otro, la bola aceleró inicialmente a una velocidad de unos 5000 gramos.
La foto muestra la configuración.
El único elemento de gran coste es la bomba de vacío.
El que compré me costó unos 100 dólares.
Cuanto mayor sea el vacío, mejor será el resultado.
Lo ideal sería que fuera una bomba de dos etapas.
Hay muchas bombas de vacío en eBay;
Se utilizan habitualmente en la industria de la refrigeración.
También: Anexo 40 (1 6 pies \" gafas de seguridad protección auditiva con tubo de PVC de 1/2 de longitud) importante)
Un tubo de PVC de 1/2 pulgada está unido a una lámina delgada de plástico y papel de aluminio.
Utilicé tubos y racores de vacío de 1/4 de pulgada. Manómetro de vacío (opcional).
Tenis de mesa, muchos de ellos.
Asegúrese de que tengan un diámetro estándar de 40 mm (1,57").
Aquí hay pelotas de tenis de mesa de 38 mm;
Tampoco funcionarán muy bien.
Las herramientas básicas para ir de compras no tienen nada de especial.
Esta parte es complicada;
El sello debe ser completamente hermético, pero se romperá al cortarlo.
No gotea lentamente.
Cuando tengan razón, se enfadarán.
Hay varias maneras.
Para elaborar el sello, voy a enumerar lo que mejor me funciona.
Es mejor sujetar el papel de aluminio entre dos planchas de madera contrachapada de 1/4 de pulgada o de fibra media.
Corté un agujero de 2 pulgadas en el centro del cuadrado.
Luego sujétalo con un clip de resorte.
Utilizo este sello cerca de aquí.
En el extremo opuesto, estiro el papel de aluminio hasta formar un tubo de 1/2 pulgada y luego presiono firmemente el acoplamiento de PVC de 1/2 pulgada sobre él.
Las arrugas son perjudiciales y provocan pequeñas fugas de vacío o roturas prematuras.
Cuando la bomba de vacío está activa y sellada en su lugar, ¡puede esperarse una ruptura prematura en cualquier momento!
Para sellar a distancia, utilizo la lámina de plástico para cestas que me proporcionaron en la tienda de telas, y ahora uso papel de aluminio para hacer el sello cuadrado como se muestra en la siguiente figura.
Puedes usar papel de aluminio como en la foto, pero he comprobado que el aluminio funciona mejor y alcanza la mayor velocidad.
El sello cuadrado plano es el que mejor funciona.
Después de abrir la bomba de vacío, simplemente mantenga el sello en el extremo del tubo y el resto lo hará el vacío.
Instale los racores de la manguera cerca de un extremo de la tubería (el extremo más cercano).
Utilicé un conector de latón para manguera de 1/8" x 1/4" (tratado de no proliferación).
Debe ser hermético.
El extremo arenoso del tubo es liso y uniforme.
Conecte el tubo de 1/4" entre la bomba de vacío y los accesorios de tubería.
Dependiendo del tipo de bomba, es posible que se requieran válvulas.
Mi bomba está cerrada. Válvula de apagado. 1.
Coloca la mesa de ping-pong en el extremo "cercano", justo delante del sello. 2.
Coloque el sello en el extremo "lejano" (
Ver fotos en el paso 3). 3.
Fije un objetivo, por ejemplo, latas de aluminio. 4.
Use gafas de seguridad y protección auditiva. 5.
Abra la bomba de vacío. 6.
Mantenga un sello cuadrado en la abertura del tubo cerca del extremo.
La aspiradora lo sujetará y lo sujetará firmemente.
Dos fotografías muestran dos sellos "proximales" sujetos por vacío.
Ahora uso papel de aluminio aquí. 7.
Espere hasta que se alcance el vacío máximo y luego perfore el sello proximal.
Se oirá un ruido fuerte.
La fotografía principal muestra que el disparo se produce cuando la pelota puede pasar fácilmente a través del tanque de aluminio.
El vacío máximo es cercano a 30 pulgadas de mercurio, y la bola puede pasar fácilmente a través de dos latas.
Otras fotos muestran un sellado casi perfecto en vacío total. Recuerda:
Es posible que estos sellos se rompan inesperadamente en este paso.
Dado que anteriormente hice declaraciones precipitadas sobre disparar al tenis de mesa a velocidades supersónicas, necesito describir cómo se miden estas velocidades.
Hice un "péndulo balístico";
Un dispositivo que se utilizaba para medir la velocidad inicial de las balas de rifle, pero que ahora se usa principalmente en clases de física para demostrar el principio de conservación del momento lineal y la energía.
El proyectil se dispara contra un bloque y queda dentro del mismo.
Entonces, el bloque proyectil se balancea debido al impulso del proyectil.
Mide el aumento de altura vertical del bloque, que representa un incremento en la energía potencial cuando se multiplica por la masa del proyectil.
La velocidad del proyectil viene dada por la siguiente ecuación: velocidad = (m+M)/m (√2gh)
Entre ellos: m = la masa del proyectil, en kilogramos (
Calidad del tenis de mesa = 2,7 g = 0,0027 kg)
M m = masa de los bloques, en kilogramos (1,32 kg)
G = aceleración de la gravedad, 9.
81 h = ganancia de altura vertical, m, solo que menos la ganancia de altura obtenida en la prueba de aire. (2,5 cm = 0,025 m)
Los números entre paréntesis son la media de mi prueba.
La velocidad del tenis de mesa es de 342 m/s, calculada a partir de los valores anteriores.
La velocidad del sonido a nivel del mar es de 343 m/s. Estudios (
Eayars/publications/ajp0096.pdf)
Los resultados muestran que la velocidad teórica no puede superar la velocidad de la luz.
"El péndulo balístico es un dispositivo para medir [la velocidad de un proyectil]
El momento lineal permite calcular la velocidad y la energía cinética.
Los instrumentos de medición del tiempo modernos pueden medir la velocidad de los proyectiles directamente, por lo que el péndulo está básicamente obsoleto.
Aunque el péndulo se considera obsoleto, todavía se utiliza desde hace bastante tiempo y ha propiciado grandes avances en la ciencia balística.
Hoy en día, el péndulo balístico todavía se utiliza en las clases de física porque es sencillo y útil para demostrar las propiedades del momento y la energía. (De Wikipedia).
La imagen de abajo muestra el péndulo balístico que hice (
Y mi destornillador y cincel).
Las líneas del panel del fondo miden la altura en centímetros.
El indicador láser muestra la altura del bloque.
En la fotografía, la primera muestra la altura antes de disparar, y la segunda muestra la altura máxima obtenida después de disparar.
La cámara grabó la acción.
La última foto muestra una partida de tenis de mesa en el bloque.
Además del impulso generado por la pelota, hay que tener en cuenta el impulso que se transfiere del aire que sale del cañón al bloque.
Solo realizo la prueba usando aire y resto esta altura promedio (0,03 cm).
Prueba con tenis de mesa.