prc3a1ctica 7 lanz proyectiles

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
´
COMPLEJO ACADEMICO
EL SABINO
AREA DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE F´ISICA Y MATEMATICA
COORDINACION DE LABORATORIOS DE F´ISICA

GU´IAS DE LOS LABORATORIO DE F´ISICA I
Y LABORATORIO DE F´ISICA GENERAL

´
PRACTICA 7: CINEMATICA
DE LA PART´ICULA EN
DOS DIMENSIONES

Autor: Ing. David Pernalete
Actualizada 2012

Pr´
actica 7
Cinem´
atica de laPart´ıcula en Dos
Dimensiones
7.1.

Objetivo

Demostrar que el tiempo de vuelo en un lanzamiento horizontal es independiente de la velocidad inicial.
Determinar la distancia horizontal recorrida por con proyectil en un lanzamiento parab´olico.

7.2.

Equipos y Materiales

Debe traer el Equipo:

Del Laboratorio:

- Dos (2) hojas papel bond tama˜
no carta
- La gu´ıa de laboratorio.
- Dos (2) hojaspapel carbon tama˜
no carta -

Computadora con puerto USB.
Interfaz ScienceWorkshop 750.
Software DataStudio de Pasco.
Cinta m´etrica.
Accesorio de tiempo de vuelo.
Lanzador de proyectiles.
Pelota pl´astica.
Fotopuerta.

Nota: Recuerde seguir las Instrucciones al utilizar los Equipos.

7.3.

Fundamentos Te´
oricos

Galileo fue el primero en estudiar el movimiento de un proyectil (Dos Dimensiones) ydescubri´o que se podia comprender analizando las componentes horizontal y vertical por separados.
2

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´
PRACTICA
7. CINEMATICA
DE LA PART´ICULA EN DOS DIMENSIONES

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Este adem´as es un movimiento idealizado puesto que se hacen las siguientes simplificaciones:
Se desprecia la variaci´on de la magnitud o direcci´on de la aceleraci´on debida a la gravedad,
por lo que sera valido para movimientosverticales y horizontales peque˜
nos comparados con
el radio terrestre (6400 km aprox.). el efecto de esta aproximaci´on es equivalente a suponer
que la tierra es plana a lo largo del intervalo considerado.
Se desprecia la resistencia del aire.
El estudiar el movimiento bidimensional por separado supone que el mismo es la combinaci´on
de dos movimientos, uno uniformemente acelerado en lacomponente vertical cuya aceleraci´on es
la gravedad y otro con velocidad constante en la componente horizontal.
Supongamos una pelota que rueda por una mesa y cae por uno de sus extremos con una velocidad inicial vox en direcci´on horizontal (Lanzamiento horizontal). El vector velocidad es tangente a
la trayectoria y apunta en la direcci´on del movimiento en ese instante (ver Fig.7.1), con su componentehorizontal vx igual a vox puesto que en la componente horizontal del movimiento no hay
aceleraci´on, mientras que la componente vertical vy cambia continuamente debido a que una vez
que la pelota sale de la mesa experimenta una aceleraci´on vertical hacia abajo igual a g; aceleraci´on
de gravedad.

Mesa

Vx=Vox

x

Vy= - g.t
-y

Piso
Figura 7.1: Lanzamiento horizontal
Dado que la velocidad inicialen la componente vertical del movimiento es igual a cero, se tiene
que la velocidad vertical hacia abajo y el desplazamiento vienen dado por:
v = −g.t

(7.1)

g.t2
(7.2)
2
De este an´alisis Galileo predijo que un objeto proyectado horizontalmente alcanza el suelo en
el mismo tiempo que un objeto dejado caer verticalmente.
y = y0 −

LAB. F´ISICA I Y LAB. F´ISICA GENERAL

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´
PRACTICA
7.CINEMATICA
DE LA PART´ICULA EN DOS DIMENSIONES

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Tambi´en esta el caso de un objeto que es lanzado con un a´ngulo determinado(Lanzamiento
Oblicuo o Parab´olico) en el cual se aplica el mismo an´alisis, solo que en este caso hay una componente vertical inicial de la velocidad voy y por supuesto una componente horizontal inicial vox . De
manera que:
vox = vo . cos θ

(7.3)

voy = vo . sin θ

(7.4)

Donde θes el a´ngulo que forma la velocidad con el eje horizontal. Este movimiento describe una
parabola, donde en la trayectoria hacia arriba vy decrece hasta alcanzar la c´
uspide de la trayectoria
en la cual se hace cero, para luego comenzar a aumentar hacia abajo tal como se muestra en la
Fig. 7.2
Vy=0 Cuspide

y
x

x

-y

Piso
Figura 7.2: Lanzamiento de proyectil
Al estudiar las componentes...