Movimiento Parabolico

PRACTICA DE LABORATORIO N° 02 MOVIMIENTO PARABÓLICO DE UN PROYECTIL

I. OBJETIVOS

 Comprobar las ecuaciones que involucran el movimiento parabólico.
 Determinar la relación entre ángulo de disparo y alcance máximo.
 Determinar la velocidad de lanzamiento, el alcance máximo horizontal y el tiempo de vuelo.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

Como la única fuerza que actúa sobre el proyectiles su propio peso, la segunda ley de Newton en forma de componentes rectangulares, indica que la componente horizontal de la aceleración es nula, y la vertical está dirigida hacia abajo y es igual a la de caída libre, entonces:






En virtud de la ecuación (1), se concluye que el movimiento puede definirse como una combinación de movimiento horizontal a velocidad constante y movimientovertical uniformemente acelerado.

2.1. Movimiento De Un Proyectil

En este caso se lanza un objeto con cierto ángulo de elevación respecto a un plano horizontal de referencia, tal como se ve en la figura (2). La velocidad en el punto origen o donde inicia su recorrido está representada por el vector V0 (velocidad inicial), en este punto hacemos por conveniencia t = 0, luego designamos el"ángulo de tiro" como θ0, de modo que se puede descomponer la velocidad inicial en una componente horizontal v0 COS θ0, y una componente vertical, V0sen θ0.

Puesto que la aceleración horizontal ax es nula tal como se ve en la ecuación (1), la componente horizontal vx de la velocidad permanece constante durante el movimiento, para cualquier instante posterior t > 0.




Como la aceleraciónvertical ay es igual a -g. La velocidad vertical vY para todo instante de tiempo será:




El vector velocidad v es tangente en todo instante a la trayectoria. Luego como vx es constante, la abscisa x (alcance) en un instante cualquiera es:




Y la ordenada y bale:




En el tiro con ángulo de elevación mayor a cero, el tiempo requerido para que el proyectil alcance la máxima altura h, localculamos haciendo vY = 0 en la ecuación (3), entonces:





La "altura máxima" se obtiene sustituyendo (5) en la ecuación (4), lo cual da como resultado lo siguiente:




El tiempo necesario para que el proyectil retorne al nivel de referencia de lanzamiento se denomina "tiempo de vuelo", y es el doble del valor dado por la ecuación (5), reemplazando este valor en la ecuación (4),puede calcularse el "alcance máximo", es decir la distancia horizontal cubierta, esto es:






La ecuación de la trayectoria se obtiene despejando t en la ecuación (3) y reemplazando este valor en la ecuación (4), la cual es la ecuación de una parábola.


III. EQUIPOS Y MATERIALES

 Computadora personal
 Programa Data Studio instalado
 Interface Science Workshop 750
 Sistemalanzador de proyectiles (ME-6831)
 Accesorio para tiempo de vuelo (ME-6810)
 Adaptador para fotopuerta (ME-6821)
 Sensor de Movimiento (CI-6742 )
 Esferas de plástico de 2cm de diámetro
 Page carbón, papel bond
 Soporte universal, cinta métrica 2.0 m

IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES

Procedimiento para configuración de equipos y accesorios

4.1. Movimiento Parabólico.

a)Verificar la conexión e instalación de la interface.
b) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar crear experimento.
c) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y fotopuerta, de la lista de sensores y efectuar la conexión usando los cables para transmisión de datos, de acuerdo a lo indicado por Data Studio.
d) Efectúe la configuración del temporizador, para la fotopuerta y el accesorio paratiempo de vuelo, tal como se aprecia en la figura (2).

e) Adicione un medidor digital a los datos recogidos por el temporizador, en él se registrará el tiempo de vuelo, n) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles.
f) Efectúe el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura(3)


Primera actividad (determinación de la...