Informe de laboratorio

MOVIMIENTO DE PROYECTILES

I. OBJETIVOS:

1. Describir y entender el comportamiento del movimiento de un proyectil.

II. EGUIPOS/ MATERIALES

– Rampa acanalada
– Prensa
– Regla de 1m[pic]
– Cinta adhesiva
– Canica de acero
– Plomada
– Papel carbón
– Papel bond

MARCO TEORICO
Se denomina proyectil a cualquier objetoal que se le da una velocidad inicial y a continuación sigue una trayectoria determinada por la fuerza gravitacional que actúa sobre él y por la resistencia de la atmósfera. El camino seguido por un proyectil se denomina trayectoria.
Consideremos solo trayectorias suficientemente cortas para que la fuerza gravitacional se pueda considerar constante en magnitud y dirección. El movimientose referirá a ejes fijos respecto al a tierra. Esta no es precisamente un sistema inercial, pero para trayectorias de corto alcance, el error que se comete al considerarla como tal es muy pequeño. Por último, no se tendrán en cuenta los efectos de la resistencia del aire; de este modo, nuestros resultados solo serán exactos par el movimiento en el vacío, de una tierra plana sin rotación. Estashipótesis simplificadoras constituyen la base de un modelo idealizado del problema físico, en el cual se desprecian detalles sin importancia y se centra la atención en los aspectos más importantes del fenómeno.
Como, en este caso idealizado, la única fuerza que actúa sobre el proyectil es su peso considerado constante en magnitud y dirección, es mejor referir el movimiento a un sistema de ejesde coordenadas rectangulares.
Tomaremos el eje x horizontal y el eje y vertical. La componente x de la fuerza que actúa sobre el proyectil es nula, y la componente y es el peso del proyectil. -mg.
ax = Fx =0, ay = Fy = -mg = -g
o bien,
a = -gj
Esto es, la componente horizontal de la aceleración es nula, y la componente vertical, dirigida hacia abajo, es iguala la de un cuerpo que cae libremente. Puesto que aceleración nula significa velocidad constante, el movimiento puede definirse como una combinación de movimiento horizontal con velocidad constante y movimiento vertical con aceleración constante.
La clave para el análisis del movimiento de proyectiles reside en el hecho de que todas las relaciones vectoriales que se necesitan, incluidas lasegunda ley de Newton y las definiciones de velocidad y aceleración, pueden expresarse por separado mediante las ecuaciones de las componentes x e y de las cantidades vectoriales. Además la ecuación vectorial F = ma equivale a las dos ecuaciones de componentes:
Fx = max y Fy = may
De igual forma, cada componente de la velocidad es la variación por unidad de tiempo de la coordenadacorrespondiente, y de cada componente de la aceleración es la variación por unidad de tiempo de la componente de la velocidad correspondiente. En este aspecto los movimientos en x e y son independientes y pueden analizarse por separado. El movimiento real es, entonces, la superposición de estos movimientos separados.
Supongamos que en el instante t = 0 nuestra partícula está situada en elpunto (x0, y0) y que las componentes de la velocidad son vx y vy. Como ya se ha visto, las componentes de la aceleración son ax = 0 y ay = -g. La variación de cada coordenada con el tiempo es la de un movimiento uniforme acelerado, y pueden utilizarse directamente sus ecuaciones; sustituyendo v0x por v0 y 0 por ax tenemos para x.
Las ecuaciones que permiten obtener las coordenadasinstantáneas del vector posición de un proyectil.
x = xo + vox t e-1

y = yo+ voy t - ½ g t2 e-2

Despejando t de la ecuación e-1 y sustituyendo en e-2 obtenemos la ecuación de la trayectoria del proyectil.

y-yo = voy [pic][pic] e-3
Como el vector velocidad esta dado por
[pic]= (V0, θ0 ); por lo tanto sus componentes son:...