Mov. Compuesto

Guía Nº 3

Movimiento compuesto : Velocidad inicial de una esfera proyectada horizontalmente


Objetivos.-
Determinar la velocidad horizontal v0 con que una esfera sale de un riel.. Revisar conceptos de :Independencia y Composición de Movimientos. Trayectoria parabólica.
Establecer un criterio comparativo porcentual entre los resultados que dan tres métodosdiferentes :

1 ) método experimental manual, 2 ) método experimental computarizado y 3 ) método teórico


Equipo.-
- Riel curvo acanalado - Vernier y regla o huincha para medir
- Prensa “G” - Un hilo a plomo
-Esfera de acero - Fotopuerta.
- Papel blanco y de carboncillo. Scotch. - Computador

Breve teoría.-
Se trata del movimientode una partícula en dos dimensiones, suponiendo despreciable la influencia del aire. Este movimiento tiene dos componentes: la horizontal dada por la velocidad inicial v0 y la vertical,donde actúa la aceleración gravedad g. Ambas componentes se superponen y la esfera describe una trayectoria parabólica.


Este movimiento se puede describir por las siguientes ecuaciones, referidas al esquema inferior:
v0 = 2 g h ( 1 ) ; x = v0 t cos ( ( 2 ) ; y = v0 t sen ( - 1/ 2 g t2 ( 3 ) ,

como la proyección es horizontal , ( = 0 luegocos ( = 1 y sen ( = 0 , entonces nos queda :

v0 = 2 g h ( 1 ) ; x = v0 t ( 2 ) ; y = - 1/ 2 g t2 ( 3 ) , que son las ecuaciones que usaremos.



Esquema y montaje.-



h vy

x




PROCEDIMIENTOS .-

Metodo 1.- CONVENCIONAL ( manual )

El montaje del esquema de la página anterior se asegura a una mesa mediante una prensa “G”. El borde inferior del riel queda a una altura y del suelo.Se libera la esfera desde una altura h del riel, la que debe medirse con una regla, estimando el error de dicha medida. Así se logra que la esfera al salir del riel, tenga una velocidad horizontal v0, ( reproducible las veces que sea necesario para una misma altura h ). La esfera describe una parábola, hasta que impacta en el suelo a una distancia x , medida desde la verticalbajada desde el borde inferior del riel.

El registro del punto de impacto se logra mediante un papel de carboncillo que marca un papel blanco. Repita 4 o 5 veces los lanzamientos. Trate que los registros estén distribuídos con la mínima dispersión posible para que sus medidas tengan buena exactitud y precisión. ( note que se puede hacer los métodos 1 y 2 simultáneamente )NOTA 1 .- Todo experimento requiere de una etapa previa que garantice un buen resultado y un desarrollo sin situaciones inesperadas, no contempladas.
Esta etapa es el EXPERIMENTO EXPLORATORIO

NOTA 2 .- En este momento, note que puede hacer SIMULTANEAMENTE los métodos Manual y Computacional ( incluso si lo hace así, puede comparar mejor sus medidas )


Para explorar elfuncionamiento del sistema, (experimento de prueba), Ud. podría, por ejemplo, liberar la esfera 2-3 veces para definir la zona de impactos para la altura h que Ud. decidió. Sólo en ese momento asegure con scotch el papel blanco, colocando encima el papel carbón. Además puede decidir la forma de liberar la esfera sin darle efecto, ni impulsos, no hacer vibrar el riel. En síntesis,...