Laboratorio Mecanica

6. LANZAMIENTO DE PROYECTILES

1. OBJETIVOS

2.1 Analizar el movimiento de un cuerpo en tiro parabólico.
2.2 Predecir y verificar la distancia horizontal recorrida.
2.3 Determinar la velocidad con que es lanzado el proyectil.
2.4 Comprobar la trayectoria parabólica del movimiento de proyectiles.

2. TEMAS DE CONSULTA

Para la realización de estapráctica se necesita tener claros los siguientes conceptos:
3.5 Movimiento uniformemente acelerado.
3.6 Lanzamiento de proyectiles.
3.7 Tiro semiparabolico.

3. MARCO TEORICO

Uno de los casos mas interesantes en el estudio del movimiento en el plano con aceleración constante, se presenta cuando se describe el movimiento de una partícula cuando es sometido a la acción de laaceleración de la gravedad. La trayectoria de la partícula bajo la influencia de la aceleración de la gravedad dependerá inicialmente de la velocidad inicial con la cual es lanzada y del ángulo de inclinación que esta forma respecto a la superficie de la tierra. Las ecuaciones generales que describen el movimiento de un cuerpo con aceleración constante se escriben de la siguiente forma:v=vo+a(t-to)
r=ro+vot-to+12a(t-to)2

donde a=g=gj, por lo que se tienen el movimiento de una partícula en el plano (movimiento parabólico o de proyectil)

Si realizamos el análisis vectorial del movimiento obtenemos:

r= xi+yj= voxI+voyJt-12 gt2J

Igualando las componentes vectoriales se obtiene:

x=voxt
y=voyt-12gt2

En el movimiento semiparabolico la velocidad inicial es horizontal, esdecir, el ángulo que forma la velocidad con el eje horizontal es cero, haciendo que el tiempo de caída sea:

t=2yg

Y el alcance máxima estará dado por:
x=Vox2yg

En la práctica a realizar tenemos un movimiento semiparabolico de la forma:

El tiempo de caída del balín es: t=2HG

La velocidad de salida del balín del arco acanalado puede calcularse através de la expresión:

V2f- Vo2=2gh

Como la velocidad inicial del movimiento del balin en el arco acanalado es cero, obtenemos una velocidad final de salida que será la velocidad inicial del movimiento semiparabolico.

Vox=2gh

Por lo tanto el alcance máximo horizontal será:

x=Vox2Hg= 2gh 2Hg =4hH

4. MATERIALES Y EQUIPO

5.8 Rampa metálica (Arco acanalado)
5.9Balín
5.10 Papel blanco y papel carbón
5.11 Flexometro
5.12 Plomada
5.13 Cinta pegante
5. PROCEDIMIENTO

6.14 Ubique el arco acanalado de tal forma que el borde de este coincida con el borde de la mesa.
6.15 Ubique el balín a una altura h en el arco acanalado (registre esta altura en la tabla de datos 1) y déjelo caer, teniendo en cuenta el lugardonde cae. En este lugar ubique una hoja de papel blanco y arriba de ella una hoja de papel cartón. Fíjelos con una cinta adhesiva para que estas no se muevan.
6.16 De la altura anterior deje caer el balín nuevamente.
6.17 Mida la distancia de horizontal, desde el borde de la mesa hasta el punto dejado por el balín al caer. Realice este procedimiento tres (3) veces, registrando losvalores de d en la tabla de datos 1. Utilice la plomada para fijar el punto de partida del balín en el piso.
6.18 Saque el promedio de las distancias horizontales recorridas por el balín en el piso. Registre este valor en la tabla de datos 1.
6.19 Repita el proceso anterior para cinco (5) alturas diferentes.

Altura (m) | D1 (m) | D2 (m) | D3 (m) | D promedio |
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Tabla de datos 1

6. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

7.20 Para cada altura calcule el valor teórico de la velocidad de salida del balín en el arco metálico y con esta calcule el valor teórico del alcance máximo. Compare este valor con el promedio medido para esta altura. Calcule el porcentaje de error....