Fisica Proyectiles

Resumen






















Objetivos

1. Verificar las ecuaciones de movimiento de un proyectil.

2. Determinar la relación funcional entre la posición vertical del proyectil y su posición horizontal, “ecuación de la trayectoria”.

3. Comparar término a término la relación funcional y(x) obtenida experimentalmente con la ecuación de latrayectoria.

4. Verificar que el valor de “g” dentro de los errores experimentales, es 9,8 m/s2


Introducción teórica

Todos los cuerpos debido a que presentan masa, experimentan fuerzas de atracción, que dependen de la cantidad de materia de los objetos que interaccionan y de la distancia a la que se encuentren. La Tierra posee una gran masa que atrae hacia su centro, los cuerposque están relativamente cerca a ella.
Esta fuerza puede generar aceleraciones y consigo el movimiento de los cuerpos. La aceleración de gravedad del planeta Tierra (g) es de 9,81 [ms2] teórica y aproximadamente.

Sí lanzamos un cuerpo con una velocidad inicial v0 y un ángulo inicial con respecto a la horizontal θ0 podemos determinar su posición en cualquier instante.

Las componentesverticales de la velocidad inicial y de la velocidad respecto al tiempo respectivamente son:
V0y=v0sinθ0 Ecuación I
V(t)y= v0sinθ0- gt Ecuación II

A su vez las horizontales se calculan como:

V0x=v0cosθ0 Ecuación III
V(t)x= V0x Ecuación IV

Si el objeto parte desde una altura inicial y0, la ecuación de itinerario según la componente vertical es:
yt= y0+votsinθ0- gt22 Ecuación V
Si comienza su movimiento desde una posición inicial x0, la componente horizontal de la posición se calcula como:
xt= x0+ votcosθ0 Ecuación VI

Además si se quiere saber cuál es el ángulo (θ) del vector velocidad se hace uso de la relación:
tanθ= v(t)yv(t)x Ecuación VII
La expresión que permite comparar las componentes de la posición es:
yx= y0+tanθx- x0- g2v02cosθ2(x-x0)2 Ecuación VIII
Para poder determinar que tan certero es nuestra experimentación debemos calcular el error porcentual (a dimensional) como lo siguiente:
e%= |gt-ge|gt Ecuación IX

Algunas relaciones entre las magnitudes Físicas, que son necesarias tener en cuentas son:1. La altura máxima lograda por el cuerpo, es alcanzada exactamente cuando la componente de la velocidad en el eje y es nula.

2. Si se toma como sistema de referencia el suelo, el alcance máximo horizontal se logra cuando la altura es 0.

Instrumentos y accesorios utilizados

Para la realización del experimento utilizamos los siguientes materiales:

* 1Prensa
* 1 Bola pequeña* 1 Papel calco
* 1Hoja en blanco
* 1 pliego papel craff
* 1Tabla de madera
* 1 Cinta métrica
* 1Plomada
* 1Lanzador de proyectiles Ballistic Pendolum ME-6831
* 2 Barreras infrarrojas
* 1 Timer o Cronómetro

Procedimiento Experimental
1. Se montó el sistema que se muestra en la imagen, colocando el lanzador de proyectil, en la meza sujetado con la prensa..

2. Ajustándolo con un ángulo de inclinación respecto a la horizontal de 35 grados sexagesimales. .

3. Se marcó exactamente debajo del lanzador, para establecer nuestro sistema de referencia (origen).

4. Con un lanzamiento de prueba se determinó aproximadamente donde caería el proyectil, se fijó una hoja y sobre ella un papel calco.Midiendo el punto marcado respecto al origen, que corresponde al máximo alcance.

5. Se midió la distancia desde de la mesa al suelo que es la componente vertical de la posición inicial (y0).El alcance horizontal fue dividido en 12 tramos, donde se fue colocando a diferentes distancias la madera efectuando sucesivos disparos, y la vez midiendo la distancia entre el punto marcado y el...