Práctica 7 Laboratorio de Física - Alcance de un proyectil
Páginas: 5 (1070 palabras)
Publicado: 14 de octubre de 2014
Practica 7: Alcance de un proyectil
Objetivo: determinar la relación que existe entre el alcance de un proyectil y su velocidad inicial de disparo para un ángulo de elevación fijo.
Introducción:
Cualquiera que haya observado una pelota de béisbol en movimiento (o cualquier objeto lanzado al aire) ha observado el movimiento de proyectiles. Esta forma muy común de movimiento essorprendentemente simple de analizar si se hacen las siguientes dos suposiciones:
1 La aceleración de caída libre, g, es constante en todo el intervalo de movimiento y está dirigida hacia abajo.
2 El efecto de la resistencia del aire puede ignorarse.
Con estas suposiciones, se encuentra que la curva que describe un proyectil, y que se conoce como su trayectoria, siempre es una parábola.
Si elegimosun sistema de coordenadas tal que el eje y apunte en dirección vertical y positiva hacia arriba, entonces ay = -g, y ax = 0
Supóngase que en t = 0, un proyectil es lanzado desde la posición inicial dada por el vector (x0, y0) con una velocidad inicial cuya magnitud es v0 y formando un ángulo θ0 con la horizontal. Las ecuaciones para la velocidad y la posición del proyectil para cualquiertiempo t son:
En la primera de estas cuatro ecuaciones, se ve que la velocidad horizontal permanece constante debido a que en esa dirección la aceleración es cero. En cambio, la velocidad vertical primeramente es positiva (si el proyectil se lanza hacia arriba) y comienza a disminuir hasta que se hace cero y luego cambia de dirección apuntando hacia abajo.
Figura1.0
En la figura 1.0 se muestra el caso de un proyectil que es lanzado desde el origen con velocidad inicial de 50 m/s y un ángulo de disparo de 60o.
Un objeto se mueve en una sola dimensión, es fácil describir su posición y predecir su ubicación cuando llega al reposo. En un día sin corrientes de aire, una manzana cae verticalmente desde la copa de un árbol hasta el suelo. Ahora bien, unabola de golf golpeada desde el punto de partida, un balón de futbol americano lanzado sobre la línea defensiva a un receptor profundo, y las balas disparadas con una pistola se mueven en dos dimensiones. Tales objetos llamados proyectiles, tienen componentes de movimiento horizontal y vertical que son independientes entre sí. La independencia de los movimientos vertical y horizontal se emplea paradeterminar la posición y el tiempo de caída de objetos lanzados. Los proyectiles tienen una velocidad inicial vertical a determinado ángulo sobre la horizontal.
Si se conoce la magnitud de la velocidad inicial Vo de una bola lanzada con cierto ángulo respecto de la horizontal, desde una mesa y la altura inicial de la misma (y) sobre el piso, es posible utilizar las ecuaciones de movimiento de unproyectil para predecir donde caerá la bola. Es importante recordad que el desplazamiento horizontal o alcance de un objeto con velocidad horizontal en el eje de las x Vox, al tiempo t, es:
La ecuación que describe el desplazamiento vertical es la correspondiente a un cuerpo que cae con aceleración constante:
El tiempo de caída de la bola puede calcularse despejando el tiempo de laecuación para el movimiento vertical, haciendo esto nos genera una nueva ecuación que es:
Donde g es la aceleración debida a la gravedad y y = -h es la altura vertical del proyectil que cae.
Material / Equipo:
Unidad de disparo
Control de disparo
Interruptor de tiempo de vuelo
Guía rectilínea del interruptor de tiempo de vuelo
Proyectil
Interruptor optolectrónico
Papel pasante (papelcarbón)
Procedimiento:
1. Monte el equipo como se muestra en la figura 1.
2. Coloque en el mecanismo de elevación de la unidad de disparo, un ángulo de 45° éste ángulo debe permanecer fijo durante el experimento. Colóquelo en la tabla 7.1
3. En el control de disparo, ajuste el dial digital de la velocidad de disparo al número 0150.
4. Efectué un lanzamiento de proyectil, mida...
Objetivo: determinar la relación que existe entre el alcance de un proyectil y su velocidad inicial de disparo para un ángulo de elevación fijo.
Introducción:
Cualquiera que haya observado una pelota de béisbol en movimiento (o cualquier objeto lanzado al aire) ha observado el movimiento de proyectiles. Esta forma muy común de movimiento essorprendentemente simple de analizar si se hacen las siguientes dos suposiciones:
1 La aceleración de caída libre, g, es constante en todo el intervalo de movimiento y está dirigida hacia abajo.
2 El efecto de la resistencia del aire puede ignorarse.
Con estas suposiciones, se encuentra que la curva que describe un proyectil, y que se conoce como su trayectoria, siempre es una parábola.
Si elegimosun sistema de coordenadas tal que el eje y apunte en dirección vertical y positiva hacia arriba, entonces ay = -g, y ax = 0
Supóngase que en t = 0, un proyectil es lanzado desde la posición inicial dada por el vector (x0, y0) con una velocidad inicial cuya magnitud es v0 y formando un ángulo θ0 con la horizontal. Las ecuaciones para la velocidad y la posición del proyectil para cualquiertiempo t son:
En la primera de estas cuatro ecuaciones, se ve que la velocidad horizontal permanece constante debido a que en esa dirección la aceleración es cero. En cambio, la velocidad vertical primeramente es positiva (si el proyectil se lanza hacia arriba) y comienza a disminuir hasta que se hace cero y luego cambia de dirección apuntando hacia abajo.
Figura1.0
En la figura 1.0 se muestra el caso de un proyectil que es lanzado desde el origen con velocidad inicial de 50 m/s y un ángulo de disparo de 60o.
Un objeto se mueve en una sola dimensión, es fácil describir su posición y predecir su ubicación cuando llega al reposo. En un día sin corrientes de aire, una manzana cae verticalmente desde la copa de un árbol hasta el suelo. Ahora bien, unabola de golf golpeada desde el punto de partida, un balón de futbol americano lanzado sobre la línea defensiva a un receptor profundo, y las balas disparadas con una pistola se mueven en dos dimensiones. Tales objetos llamados proyectiles, tienen componentes de movimiento horizontal y vertical que son independientes entre sí. La independencia de los movimientos vertical y horizontal se emplea paradeterminar la posición y el tiempo de caída de objetos lanzados. Los proyectiles tienen una velocidad inicial vertical a determinado ángulo sobre la horizontal.
Si se conoce la magnitud de la velocidad inicial Vo de una bola lanzada con cierto ángulo respecto de la horizontal, desde una mesa y la altura inicial de la misma (y) sobre el piso, es posible utilizar las ecuaciones de movimiento de unproyectil para predecir donde caerá la bola. Es importante recordad que el desplazamiento horizontal o alcance de un objeto con velocidad horizontal en el eje de las x Vox, al tiempo t, es:
La ecuación que describe el desplazamiento vertical es la correspondiente a un cuerpo que cae con aceleración constante:
El tiempo de caída de la bola puede calcularse despejando el tiempo de laecuación para el movimiento vertical, haciendo esto nos genera una nueva ecuación que es:
Donde g es la aceleración debida a la gravedad y y = -h es la altura vertical del proyectil que cae.
Material / Equipo:
Unidad de disparo
Control de disparo
Interruptor de tiempo de vuelo
Guía rectilínea del interruptor de tiempo de vuelo
Proyectil
Interruptor optolectrónico
Papel pasante (papelcarbón)
Procedimiento:
1. Monte el equipo como se muestra en la figura 1.
2. Coloque en el mecanismo de elevación de la unidad de disparo, un ángulo de 45° éste ángulo debe permanecer fijo durante el experimento. Colóquelo en la tabla 7.1
3. En el control de disparo, ajuste el dial digital de la velocidad de disparo al número 0150.
4. Efectué un lanzamiento de proyectil, mida...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.