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PRÁCTICA DE LABORATORIO DE SESION Nº 2 - FÍSICA I

MOVIMIENTO PARABÓLICO

I. INTRODUCCIÓN

Un tipo frecuente de movimiento que describe una trayectoria curva es el que realiza un proyectil, la trayectoria queda afectada por la resistencia del aire, la variación de la aceleración de la gravedad con la altura y la rotación de la tierra, lo cual hace que el estudio completo del movimiento sea bastante complicado; sin embargo si despreciamos la resistencia del aire y trabajamos con velocidades pequeñas, entonces el análisis del experimento será más sencillo.

II. OBJETIVOS

Estudiar y describir experimentalmente la trayectoria de un proyectil

Medir indirectamente la velocidad inicial del disparo.

III. MATERIALES Y EQUIPOS

Nº DESCRIPCION CANTIDAD

01 Un tablero de madera 01

02 Una wincha o regla 01

03 Una rampa de aluminio 01

04 Esfera de metal 02

05 Un nivel 01

06 Una plomada 01

07 Papel carbón 01

08 Papel milimetrado 02

IV. MODELO TEÓRICO

Sea un proyectil disparado con una velocidad y con un ángulo respecto a la horizontal. Figura 1. Asumiendo un movimiento ideal, es decir despreciando el efecto de rozamiento debido al aire, la rotación de la tierra y considerando una aceleración de la gravedad constante, el movimiento resultante tiene una trayectoria parabólica y es una combinación de dos tipos de movimientos independientes entre si: un movimiento uniforme en el eje horizontal

1. RESUMEN

El movimiento parabólico es de caída libre en un marco de referencia móvil. Sin tener en cuenta la resistencia del aire, la componente horizontal de la velocidad de un proyectil permanece constante, mientras su componente vertical independientemente esta sujeta a una aceleración constante hacia abajo.

Utilizando el movimiento parabólico realizado en el laboratorio como ejemplo hemos aprendido como armar modelos para resolver problemas de cinemática.

2. ABSTRACT

The parabolic movement is of free fall in a mark of reference motive. Without keeping in mind the resistance of the air, the horizontal component of the speed of a projectile remains constant, while its vertical component independently this subject to a constant acceleration down.

Using the parabolic movement carried out in the laboratory such as example has learned as arming models to solve kinematics problems.

3. INTRODUCCIÓN

Con el siguiente informe describimos la experiencia adquirida en el laboratorio al poner en practica lo estudiado teóricamente y mostramos de una forma clara y resumida los métodos utilizados en nuestro experimento.

También dimos de una forma explícita el desarrollo de los conceptos como son velocidad, distancia y gravedad que influenciaron en nuestro trabajo.

Dicho informe es una representación sencilla de ciertos fenómenos analizados por Galileo.

4. OBJETIVOS

1. Estudiar los conceptos básicos del movimiento parabólico descrito en la experiencia realizada en el laboratorio.

2. Describir las características del movimiento parabólico que realiza el balín.

3. Desarrollar los conceptos de velocidad, distancia y gravedad descritos por el movimiento y la distancia del balín al ser lanzados hacia distancias cada vez mayores.

4. Analizar por medio de los datos el movimiento y determinar su comportamiento con respecto al plano coordenado (abscisa x, ordenada y)

5. MARCO TEÓRICO

MOVIMIENTO PARABÓLICO

Supondremos que el proyectil parte del origen con una velocidad V0 que forma un ángulo θo con la horizontal. Las componentes iniciales de la velocidad son V0x = Vo cosθ0 ; Voy = V0 senθ0.

Sustituyendo estas expresiones en las ecuaciones anteriores, se obtienen las ecuaciones cinemáticas del movimiento de un proyectil:

ax = 0

ay = - g

Vx = Vo cosθo

Vy = - gt + Vo senθo

x = Vo cosθo t

y = - ½ g t2 + Vo senθo t

Las preguntas que pueden surgir son:

1. ¿Cuál es la trayectoria del proyectil?

De las ecuaciones paramétricas X y Y, eliminemos el tiempo:

Tenemos una ecuación de la forma: y = - ax2+bx , que es la ecuación de una parábola.

b) ¿Cuál es la velocidad del proyectil en un momento dado?

Por el teorema de Pitágoras, la magnitud es: v = V2x + V2y , y el ángulo que forma con la horizontal es:

c) ¿Cuál es su máxima altura?

Esto sucede cuando su velocidad vertical se anula:

Vy = 0 = - g t + Vo senθ.

De aquí se despeja el tiempo:

t = Vo senθo

g

Y lo llevamos a la ecuación que nos da la ordenada y, que llamamos ahora

La altura máxima Y.

Y = V2o sen2θo

2g

1. Es el valor de x cuando el proyectil ha llegado al suelo, es decir, para y=0; esto nos da:

0 = - ½ g t 2 + Vo senθo t = ( - ½ g t + Vo senθo ) t:

t

...