Movimiento del proyectil

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Investigación 6B: Movimiento del proyectil

Preguntas esenciales: ¿Cuál es el ángulo que maximiza el alcance del proyectil?

¿Cómo se utilizan las ecuaciones de movimiento del proyectil para calcular el alcance de un proyectil?

El movimiento del proyectil ocurre siempre que un objeto en movimiento no está bajo ninguna fuerza, excepto la gravedad.  Las ecuaciones de movimiento para cada eje de coordenadas son diferentes, e independientes entre sí, por lo que puede analizarlas por separado. Combinadas, las ecuaciones se utilizan para describir el alcance de un proyectil.

Parte 1: ¿Qué ángulo lanza proyectiles a la distancia máxima?

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1. Configure su equipo como la imagen para que el proyectil aterrice en la mesa del laboratorio.
2. Presione el proyectil DOS clics  con la varilla de empuje y, a continuación, tire hacia arriba de la cuerda para lanzarla.
3. Lanza el proyectil en diferentes ángulos como θ  =  20°, 25°,  30°,  35 ° y así sucesivamente. Incluya 30° y 60° en sus datos.
4. Utilice la misma velocidad inicial v0  (dos clics) para cada lanzamiento.
5. Mida el alcance del proyectil para cada ángulo. Tabular los datos en la Tabla 1.

Tabla 1: Alcance y ángulo del aunch para un proyectil con velocidad  inicial constante

Preguntas

1. ¿Qué ángulo θ  lanzó el proyectil más lejos?  ______________

Proporcione una explicación conceptual de por qué cree que este ángulo da el rango máximo.

1. Proporcione una explicación conceptual de por qué el rango era  aproximadamente  el mismo  cuando  θ  = 30° y  θ  = 60°.

Parte2:  Golpear un objetivo  usando el movimiento del proyectil

1. Ajuste el lanzador para lanzar el proyectil horizontalmente(θ  = 0°) al suelo.
2. Inicie el proyectil con TRES clics  en lugar de dos.
3. Mida el alcance del proyectil a lo largo del piso y la altura del lanzador, y luego use  esos valores y las ecuaciones de movimiento del proyectil para calcular la  velocidad  inicial  del proyectil  v0  al salir del  lanzador. Muestra tu trabajo a continuación.

1. Ajuste el lanzador para que el proyectil vuelva aaterrizar sobre lamesa. Ajuste el ángulo de lanzamiento a 60°.
2. Use la ecuación de rango y sus valores del paso anteriors para calcular el nuevo rango del proyectil. Muestra tu trabajo a continuación.

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1. Coloque unan taza vacía  en su rango calculado e intente lanzar el proyectil en la taza usando  TRES clics.

Preguntas

1. ¿El proyectil aterrizó en la copa por primera vez? Si no hayt,¿qué factores pueden haber causado que el proyectil pierda la copa?

1. Descuidando la resistencia del aire, ¿enqué dirección  actuaba  la fuerza neta sobre el  proyectil  mientras  estaba en vuelo? ¿En qué dirección aceleraba el proyectil cuando estaba en vuelo?

1. Describa cómo cambiaron la velocidad dedirección  xy la velocidad dedirección  ydel proyectil  durante su vuelo.

Aplicación de nuevos conocimientos

1. Un proyectil se dispara horizontalmente desde la cima de un acantilado con una velocidad inicial de 30 m/s.  Golpea el suelo después de 2.0 segundos.  

1. ¿Cuál es el componente xinicialde la velocidad cuando el proyectil se dispara inicialmente?  ¿Cuál es el  componente yinicial de la velocidad?

1. ¿A qué distancia de la base del acantilado aterriza el proyectil?  (Sugerencia: ¿Hasta dónde llega en la-dirección x?)

1. ¿Qué tan alto es el acantilado? (Sugerencia: ¿Hasta dónde llega el proyectil en ladirección y?)

1. Un proyectil se dispara en un ángulo de 45°  con componentes de velocidad  vx  y  vy ambos iguales a 10 m / s.  [pic 4]

Esboza la trayectoria delproyectil.

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