Movimiento En Un Plano: Tiro Parabólico Y Semiparabólico

PRÁCTICA 7
MOVIMIENTO EN UN PLANO: TIRO PARABÓLICO Y SEMIPARABÓLICO

7.1. OBJETIVO GENERAL

Demostrar experimentalmente que la ecuación de la trayectoria de un proyectil lanzado al aire, con una cierta rapidez y un ángulo de disparo inicial se describe con las ecuaciones cinemáticas estudiadas: movimiento uniformemente acelerado en un plano, bajo el efecto de la gravedad para el alcancevertical y movimiento uniforme para el avance horizontal del proyectil.

Analizar la relación de los datos experimentales obtenidos con los conceptos del movimiento semiparabólico, estableciendo las ecuaciones de este movimiento.

7.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

* Demostrar experimentalmente las ecuaciones cinemáticas del movimiento en un plano.
* Comparar los valores experimentales delmovimiento semiparabólico con los resultados obtenidos a través del análisis teórico, estableciendo los valores de velocidad de salida del proyectil y ángulo teórico de lanzamiento.
* Determinar experimentalmente, cuales ángulo de lanzamiento ocasionan un mayor valor en el alcance de un proyectil.

7.3. MATERIALES

* Equipo de tiro parabólico
* Nueces y pinza,
* Prensa de mesa* Regla graduada
* Cronómetro
* Papel carbón
* Papel periódico
* Cinta adhesiva

7.4. MARCO TEÓRICO

La cinemática es la parte de la física que se ocupa del estudio de las leyes que describen el movimiento de los cuerpos independientemente de las causas que lo producen. Es decir, que la cinemática se ocupa de la descripción geométrica del movimiento sin preocuparse de lasfuerzas que pueden provocarlo ó modificarlo.

Existen varios tipos especiales de movimiento:

* En primer lugar, aquél en el que la velocidad es constante. En el caso más sencillo, la velocidad podría ser nula, y la posición no cambiaría en el intervalo de tiempo considerado. Si la velocidad es constante, la velocidad media (o promedio) es igual a la velocidad en cualquier instantedeterminado. Si el tiempo t se mide con un reloj que se pone en marcha con t = 0, la distancia (d) recorrida a velocidad constante (v) será igual al producto de la velocidad por el tiempo: d = vt.

* Otro tipo especial de movimiento es aquél en el que se mantiene constante la aceleración. Como la velocidad varía, hay que definir la velocidad instantánea, que es la velocidad en un instantedeterminado. En el caso de una aceleración (a) constante, considerando una velocidad inicial nula (v = 0 en t = 0), la velocidad instantánea transcurrido el tiempo t será v = a.t. La distancia recorrida durante ese tiempo será d = ½ at2. Esta ecuación muestra una característica importante: la distancia depende del cuadrado del tiempo (t2, o “t al cuadrado”, es la forma breve de escribir t × t). Un objetopesado que cae libremente (sin influencia de la fricción del aire) cerca de la superficie de la Tierra experimenta una aceleración constante. En este caso, la aceleración es aproximadamente de 9,8 m/s2 cada segundo. Al final del primer segundo, una pelota habría caído 4,9 m y tendría una velocidad de 9,8 m/s. Al final del siguiente segundo, la pelota habría caído 19,6 m y tendría una velocidad de19,6 m/s.

Cuando lanzamos un cuerpo con una velocidad que forma un ángulo con la horizontal, éste describe una trayectoria parabólica. En su obra Dialogo sobre los Sistemas del Mundo (1633), Galileo Galilei expone que el movimiento de un proyectil puede considerarse el resultado de componer dos movimientos simultáneos e independientes entre sí: uno, horizontal y uniforme; otro, vertical yuniformemente variado, descritos anteriormente.

7.4.1. MOVIMIENTO PARABÓLICO

Cualquier objeto que sea lanzado en el aire con una velocidad inicial vo de dirección arbitraria, se mueve describiendo una trayectoria curva en un plano. Si para esta forma común de movimiento se supone que: a) la aceleración de gravedad es constante en todo el movimiento (aproximación válida para el caso en que el...