REPORTE DE LABORATORIO PRACTICA No. 5 ALCANCE DE UN PROYECTIL

REPORTE DE LABORATORIO

PRACTICA No. 5     ALCANCE DE UN PROYECTIL

FISICA BASICA

Resumen

La práctica consistió en realizar varios lanzamientos de un proyectil y tomar distancia, tiempo y grados para así realizar los cálculos de velocidad y alcance.

Introducción

Decimos que un cuerpo se mueve en dos dimensiones cuando el movimiento se realiza en un plano. El movimiento parabólico, también conocido como tiro oblicuo, es un ejemplo de composición de movimientos en dos dimensiones: un M.R.U en el eje horizontal y un M.R.U.A en el eje vertical. 

El movimiento parabólico o tiro oblicuo resulta de la composición de un movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U  horizontal) y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado de lanzamiento hacia arriba o hacia abajo (M.R.U.A vertical).

• Las ecuaciones del M.R.U para el eje x

              x=x0+vx⋅t

• ​Las ecuaciones del M.R.U.A para el eje y

vy=v0y+ay⋅t

y=y0+v0y⋅t+12⋅ay⋅t2

Altura máxima

Este valor se alcanza cuando la velocidad en el eje y, vy , vale 0. A partir de la ecuación de velocidad en el eje vertical, e imponiendo vy = 0, obtenemos el tiempo t que tarda el cuerpo en llegar a dicha altura. A partir de ese tiempo, y de las ecuaciones de posición, se puede calcular la distancia al origen en el eje x y en el eje y.

Tiempo de vuelo

Se calcula igualando a 0 la componente vertical de la posición. Es decir, el tiempo de vuelo es aquel para el cual la altura es 0 (se llega al suelo).

Alcance

Se trata de la distancia máxima en horizontal desde el punto de inicio del movimiento al punto en el que el cuerpo impacta el suelo. Una vez obtenido el tiempo de vuelo, simplemente sustituye en la ecuación de la componente horizontal de la posición.

Ángulo de la trayectoria

El ángulo de la trayectoria en un determinado punto coincide con el ángulo que el vector velocidad forma con la horizontal en ese punto. Para su cálculo obtenemos las componentes vx yvy y gracias a la definición trigonométrica de tangente de un ángulo, calculamos α:

tan(α)=cat.op./cat.conti.=vy/vx⇒α=tan-1 (vyvx)

Objetivo: el alumno investigara como varia el alcance de un proyectil al cambiar el angulo de elevación, para una velocidad inicial de lanzamiento arbitraria y fija.

Materiales y equipo

• Lanzador de proyectiles PASCO con indicador de ángulo de disparo.[pic 1]
• 1 proyectil.
• 1 papel estraza.
• Regla y metro.
• Papel pasante.
• Paquete computacional de modelación y análisis de video (Tracker).

[pic 2][pic 3]

[pic 4]

Métodos

1. Instale el lanzador de proyectiles de tal manera que la boca del disparador quede al mismo nivel de la superficie a la que caerá el proyectil.
2. Haga un tiro de prueba a 45° y observe el alcance del proyectil.
3. Coloque el papel de estraza en la superficie para que cubra toda el área donde estará cayendo el proyectil.

Diseño del experimento

Para distinguir como varia el alcance de un proyectil al cambiar su ángulo de elevación, se debe planear el experimento considerando los siguientes puntos:

1. Efectuar varios lanzamientos efectuando en cada uno de ellos el mismo proyectil, la misma velocidad inicial y diferentes ángulos de disparo.
2. Para cada uno de los lanzamientos del inciso a se medirá su alcance y se registrara su ángulo de disparo.
3. Para reducir los errores, se recomienda efectuar varias veces el lanzamiento bajo las mismas condiciones (velocidad y ángulo fijos) y obtener el valor promedio del alcance, el cual se utilizara como dato.

Con los datos de ángulo de disparo y alcance (promedio), se hace una grafica de ángulo de disparo contra alcance. De esta manera, se obtiene una curva para la velocidad empleada.

Resultados

Formulas Utilizadas:

[pic 5]

[pic 6]

[pic 8][pic 7]

Conclusión

En condiciones ideales todo cuerpo caería con la misma velocidad a efectos de la fuerza de aceleración gravitacional. Pero, en la experiencia se pudo observar que la velocidad con la que cae un objeto en caída libre, puede variar por diversos factores: por la resistencia del aire, el área de contacto y la densidad del cuerpo.

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