Tiro Parabolico

PRÁCTICA SOBRE: TIRO PARABÓLICO

PROFESOR:

FÍSICA 1
FUNDACIÓN UNIVERSIDAD CENTRAL

1. RESUMEN

La práctica de laboratorio tiene como objetivo el estudio del movimiento de tiro parabólico, y el cálculo ó determinación de la relación de alcance máximo y la altura máxima, a través del lanzamiento de una esfera desde distintos ángulos,para determinar las velocidades y la aceleración gravitatoria.

2. OBJETIVOS

* Determinar que el tiro parabólico es el resultado de la combinación de movimientos independientes de un cuerpo en las direcciones (x, y), y de un sistema de referencia inercial determinado.
* Comprobar que, sin tener en cuenta la resistencia del aire, la trayectoria de un cuerpo que es lanzado con algunavelocidad inicial v0, formando un ángulo θ0respecto de una horizontal, es una parábola.
* Determinar la relación del alcance horizontal y la altura máxima, con el ángulo θ0de lanzamiento, en un tiro parabólico.

3. MARCO TEORICO

Cuando un objeto es lanzado con cierta inclinación respecto a la horizontal y bajo la acción solamente de la fuerza gravitatoria su trayectoria se mantiene enel plano vertical y es parabólica.
Nótese que estamos solamente tratando el caso particular en que factores como la resistencia del aire, la rotación de la Tierra, etc., no introducen afectaciones apreciables. Vamos a considerar también que durante todo el recorrido la aceleración debido a la gravedad (g) permanece constante y que el movimiento es sólo de traslación.
Para facilitar el estudiodel movimiento de un proyectil, frecuentemente este se descompone en las direcciones horizontal y vertical. En la dirección horizontal el movimiento del proyectil es rectilíneo y uniforme ya que en esa dirección la acción de la gravedad es nula y consecuente, la aceleración también lo es. En la dirección vertical, sobre el proyectil actúa la fuerza de gravedad que hace que el movimiento searectilíneo uniformemente acelerado, con aceleración constante.
Sea un proyectil lanzado desde un cañón. Si elegimos un sistema de referencia de modo que la dirección Y sea vertical y positiva hacia arriba, a y = - g y a x = 0. Además suponga que el instante t = 0, el proyectil deja de origen (X i = Y i = 0) con una velocidad Vi.

Si Vi hace un ángulo qi con la horizontal, a partir de las definiciones delas funciones sen y cos se obtiene:
Vxi = Vi cos θ ; Vyi = Vi sen θi
Y los componentes de la posición son:

xf=xi+v0Cosθ0t

yf=yi+v0Senθ0t-0.5gt2

Y los componentes de velocidad son:
vxf=v0Cosθ0

vyf=v0Senθ0-gt

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

El laboratorio se realiza con la ayuda de un lanzador (con un indicador del ángulo de inclinación), una prensa de mesa, regla y unsoporte universal con arillo. Para hacer el montaje, como lo muestra la siguiente ilustración:

Ilustración 1.Montaje del experimento
Relación alcance horizontal-ángulo de lanzamiento
Posteriormente se inicia, colocando el lanzador en un ángulo de 30º y midiendo la altura desde el piso hasta la boca del lanzador. Esta misma altura debe estar representada entre el piso y la barra del arillo, delsoporte; ahora se expulsa la esfera, activando el lanzador; haciendo que la esfera golpee la barra del arillo así como lo muestra la siguiente ilustración:

Ilustración 2.Relación alcance horizontal-ángulo de lanzamiento

Se toma la distancia entre el lanzador y el soporte, esta es la distancia en x para el ángulo de 30º.Terminada esta medición, repetimos el procedimiento 7 veces más,incrementando 5º en el lanzador para cada medición.
Relación altura máxima-ángulo de lanzamiento
Con base en el montaje de la ilustración 1, y la distancia en x obtenida anteriormente; hallaremos la altura máxima que alcanza la esfera en el lanzamiento. Para esto se divide en 2 la distancia x y en este punto se coloca el soporte universal; también se varía la altura de la barra hasta hacer que la...