catapulta

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA

Catapulta
En el presente trabajo aplicamos el principio de conservación de energía y conceptos de dinámica con el objetivo de lograr una mejorcomprensión del funcionamiento empírico y teórico de una catapulta, para lo cual se construyó un modelo de dimensiones reducidas con el cual realizamos una serie de tiros.
IntroducciónDebido a los avances de la ciencia y la tecnología es probable que nos encontremos con fenómenos físicos que ocurran en ámbitos especiales, como puede ser aquellos que toman lugar a mucha distanciade nuestro alcance (espacio exterior) o en lugares de dimensiones reducidas (interior del cuerpo humano) .La idea de nuestro experimento es estudiar qué fenómenos se dan lugar en un tiroparabólico efectuado con catapulta.
La catapulta fue la primera máquina militar en la cual se utilizó la fuerza de gravedad y la caída de pesos, para impartir la energía necesaria a un proyectil.Nosotros utilizamos el principio de la conservación de la energía en el modelo idealizado para obtener datos aproximados del proyectil. Los cálculos implican el uso de dinámica básica.11296656920230Esquema:
Modelo Matemático
Como el proceso empieza con el proyectil de masa m que se desea arrojar en el suelo en reposo, la energía total del sistema (energía mecánica E) es la energíapotencial gravitatoria U1 del contrapeso de masa M (con M > m), donde g es la aceleración gravitatoria;

E = U1 = M g (b + c) Sen = M g (b + c) (a / c) (1)

Además, asumimos que el centrode masa del brazo está aproximadamente en el pivote (punto donde el brazo está unido a la base y es el eje de rotación), entonces su energía potencial no necesita ser tenida en cuenta. Almomento del lanzamiento, las dos masas tienen energía potencial, y el brazo y las dos masas tienen también energía cinética K. La energía total al momento del lanzamiento es:

E = U2 + K2