Lanzamiento de Proyectiles Laboratorio de Física I

Universidad Rafael Landívar                                                                                                                              Facultad de Ingeniería                                                                                                                         Laboratorio de Física I                                                                                                                                            Inga. Zucely Castillo

Práctica No. 3

 Lanzamiento de Proyectiles.

Jossé Carlos Fajardo Alvarado. [1278515]

Guatemala, 06 de octubre del 2015.

INDICE

RESUMEN        3

FUNDAMENTOS TEÓRICOS        4

DISEÑO EXPERIMENTAL        6

DATOS OBTENIDOS        7

CÁLCULOS EFECTUADOS Y RESULTADOS        8

DISCUSION DE RESULTADOS        11

CONCLUSIONES        12

REFERENCIAS        13

RESUMEN

La práctica no. 3, “Lanzamiento de proyectiles” se llevó a cabo el día 23 de septiembre del 2015. Para la presente práctica se tuvo como objetivo principal: determinar la velocidad inicial de una esfera en movimiento semiparabólico. Así como, presagiar de manera experimental el alcance máximo que esta obtiene y compararlo con el dato obtenido de un modelo matemático.

La práctica consistió primeramente en calcar en el tablero (papel carbón y hoja manila) la altura inicial asignada a la esfera, luego se dejó caer la esfera desde el punto más alto para marcar el punto de choque. Este procedimiento se repitió distanciando la esfera cada 2 centímetros hasta llegar a treinta. Finalmente, se midieron y tabularon cada una de las alturas calcadas en el papel, así como la distancia máxima que alcanzó la esfera desde la base del riel hasta el punto de impacto. Para la realización de la práctica fue necesario el uso de una cinta métrica, papel manila, papel carbón, y masking tape.    

Para determinar la velocidad inicial de la esfera se construyeron los gráficos de alcance vertical vs alcance horizontal por el cual fue posible determinar la velocidad inicial de la esfera haciendo uso de la pendiente, esta velocidad fue de 2.22±0.06m/s. Además, se utilizó el valor previamente mencionado para así calcular el alcance máximo de la esfera de manera analítica. Se obtuvo un alcance igual a 0.33 ±0.0004m y de manera experimental se obtuvo 0.325±0.0005m. Obteniendo de esta manera un error porcentual mínimo de 2.40%. Durante la práctica fue posible concluir a través de los gráficos que ciertamente la esfera representa un movimiento parabólico con velocidad constante en la componente x y aceleración en y. Además que los datos obtenidos de manera experimental ciertamente coinciden con los datos obtenidos de un modelo matemático aunque con cierto grado de incerteza dependiendo del error humano y condiciones del ambiente.  

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

-Lanzamiento de proyectiles

Un lanzamiento de proyectil consiste en el movimiento el cual se forma cuando se cuenta con un ángulo en la horizontal, es por ello que el movimiento se lleva cabo en ambas dimensiones; la vertical (eje Y) y la horizontal (eje X).  Dichos movimientos son independientes sin embargo ocurren simultáneamente. EL movimiento horizontal es uniforme mientras que el vertical es uniformemente acelerado ya que se ve afectado por la gravedad. Un tiro parabólico como también se le conoce cuenta con dos aspectos su altura máxima y su alcance máximo.

Imagen 1: Lanzamiento de proyectiles.

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Fuente: http://wwwmisguiasdematematicas.blogspot.com/p/8-movimiento-parabolico.html

-Fórmulas Básicas: [pic 2][pic 3]

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-Movimiento Rectilíneo Uniforme

Dicho movimiento cuenta con velocidad constante y el cual ocurre en línea recta. En el movimiento su desplazamiento y distancia es la misma.

Imagen 2: Velocidad vs. tiempo (MRU)

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Fuente: Fisicalab. (s.f.) Banca en línea.[En Red]Disponible en: https://www.fisicalab.com/apartado/mrua#contenidos

-Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V)

Dicho movimiento consiste en un movimiento donde la aceleración o la velocidad no son constantes. Durante un movimiento un objeto puede llegar a disminuir o aumentar su aclaración por lo que su velocidad se vería afectada directamente.

-Posición

Ubicación de una partícula en el espacio respecto a un punto de referencia.

-Velocidad Instantánea

Derivada de la posición en el tiempo (si se tiene la posición). Pendiente de la tangente a la curva posición versus tiempo.

-Aceleración:

Consiste en el cambio de velocidad en un tiempo determinado. En un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V) la velocidad se ve afectada por la aceleración y es por ello que la aceleración se ve expresada como la pendiente.

DISEÑO EXPERIMENTAL

Para el presente laboratorio, el equipo que se utilizó fue:

1. Tablero de impacto.
2. Una esfera de acero.
3. Hoja de papel manila y papel carbón.
4. Cinta métrica.
5. Masking Tape.
6. Riel (para lanzamiento).

Haciendo uso del equipo mencionado anteriormente, se procedió a armar el siguiente montaje.

Imagen no. 3

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                                                                   Fuente: Propia.

A continuación, se listan los pasos que se llevaron a cabo para la realización de una práctica exitosa.

1. Se montó el equipo de la manera que se muestra anteriormente. (se dio inicio con el riel pegado al tablero de impacto).
2. Se dejó caer la esfera desde lo más alto para así marcar el choque de la esfera. Este procedimiento se llevó a cabo múltiples veces separando e riel del tablero dos centímetros hasta completar una distancia de 30 centímetros.
3. Luego se retiró el papel manila y carbón del tablero y se midieron cada una de las alturas calcadas en el papel (los datos fueron tabulados en Excel).
4. Se calculó de manera experimental el alcance máximo horizontal de la esfera.
5. Finalmente, se determinó la magnitud de la velocidad inicial de la esfera así como el alcance máximo de manera analítica y un error porcentual entre el valor teórico y el valor práctico.

DATOS OBTENIDOS

Por medio de la siguiente tabla se registran los datos obtenidos mediante la práctica, cada uno de ellos con su incerteza correspondiente. Todos los cálculos de propagación de incerteza fueron calculados por medio de Excel.

Tabla 1. Comparación Posición X, altura Y 

Fuente: Propia.

CÁLCULOS EFECTUADOS Y RESULTADOS

Tabla 2: Muestra de cálculos efectuados

Fuente: Propia.

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