Tiro Parabolico

FÍSICA GENERAL I

“Tiro a canasta en movimiento”

Proyecto final de laboratorio

07/05/2013

Hipótesis:

El experimento consta en resolver una serie de cálculos hechos con las medidas de un sistema y este logrará, que una pelota disparada hacia un riel inclinado, donde baja un carrito con un vaso, caiga en dicho vaso. Nuestra hipótesis para este experimento es que se logrará en el primer intento, ya que en este caso, aunque sea un sistema muy complicado, hay muchos factores que afectan el resultado y grandes incertidumbres en las mediciones.

Resumen

Se genera un sistema con un cañón que disparará la pelota, un riel inclinado y un carrito con un vaso, acomodando el cañón de manera que el impacto se dirija al riel, dicha longitud es de 1.245m, el riel inclinado a 5o y el cañón acomodado en un ángulo de 50o, como primera instancia se obtiene la velocidad inicial de la pelota de la misma manera que se hizo anteriormente, en este caso el sistema se hizo con un cañón distinto y la velocidad es de 4.82m/s, efectuando los cálculos pertinentes obtenemos que el impacto se hará cuando el carrito ( considerando la altura del vaso) tenga que estar en 1.0751m sobre la riel, tomando en cuenta el tiempo en el que ocurre dicho experimento y basándose que la trayectoria del carrito es un MRUA, se calcula que se debe soltar del reposo a 0.2359m del lugar donde ocurre el impacto ósea a 1.3110m sobre el riel .

Marco Teórico

Tiro Parabólico

Cuando lanzamos un objeto con una velocidad inicial y con un ángulo mayor a cero con respecto al eje X, este describirá una trayectoria parabólica, propia del movimiento de proyectiles. Galileo Galilei establece que el tiro parabólico consta de dos movimientos simultáneo e independientes entre si; el horizontal uniforme y el vertical acelerado. En el eje horizontal tenemos un caso uniforme, ya que sólo es afectado por la Velocidad Inicial a la que el objeto es lanzado o empujado y no consideramos la posible resistencia del aire. En el caso del eje vertical, tenemos un movimiento acelerado ya que la gravedad se convierte en una variable.

Dicho esto, tendremos diferentes componentes para –x y –y en las magnitudes de distancia, velocidad y aceleración.

Magnitud Componente en x Componente Y

Aceleración Ax=0 A=-g

Velocidad Vx= Vox Vy=Voy-gt

Distancia X=Voxt Y= Voyt-1/2gt^2

En el tiro parabólico las magnitudes mas cuestionadas son las de la altura máxima y la del alcance. La altura máxima será alcanzada cuando el componente de velocidad en –y se vuelva cero. El alcance máximo de un proyectil se dará cuando se le aplique un ángulo de lanzamiento de 45°.

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado es aquél en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante. El ejemplo más claro de este fenómeno es la caída libre vertical de un objeto, en donde la constante de aceleración será el de la gravedad.

La velocidad para un instante t dado es: v(t)=at+Vo

La posición en función del tiempo se expresa por: X(t)=1/2 at+Vot+Xo

… Carrito Deslizador

…Base Elevadora

…Riel

…Medidor de Angulo

...Vasito

…Pelotita

…Dispador

Procedimiento

1. Se tiene un cañón que disparará una pelota, un riel inclinado a 5o (con ayuda de una base elevadora) y un carrito con un vaso encima.

2. Todos los materiales se acomodan en un sistema poniendo el cañón a 1.245m del riel inclinado, de manera que al efectuar el tiro impacte en algún punto del riel, después se toman todas las medidas consideradas que afecten el proceso. Es decir, la altura del riel, la altura del carrito con el vaso, ya tenemos la distancia del cañón al riel, la altura del disparo de la pelota. Por último se calcula la velocidad inicial de la pelota de la misma manera en que lo hicimos en el experimento anterior.

3. Tomando en cuenta todo el sistema se hacen los cálculos para poder hacer caer la pelota en el vaso del carrito, tomando en cuenta que el carrito deberá estar descendiendo sobre el riel.

4. Se determinan los componentes de la trayectoria de la pelota y los componentes de la recta que representa el riel para poder determinar el punto en el que impactará sobre el riel. Tomando en cuenta que están en función del tiempo, teniendo los componentes de la trayectoria de la pelota y del riel podremos determinar el tiempo que durará el experimento (también se deberá tomar en cuenta la altura del vaso en la trayectoria del riel).

5. Ya determinado el tiempo y el punto en el que se deberá encontrar el carrito con el vaso para que la pelota coincida, podremos determinar la distancia a la que se tiene que soltar el carrito, sabiendo que la aceleración es , ya determinada la distancia lo único que queda es sumársela a la distancia en la que hará impacto la pelota. sin5o a g 

6. Por último se efectúa el experimento, disparando la pelota al mismo tiempo que el carrito se suelta de la distancia ya determinada, haciendo caer la pelota dentro del vaso.

Resultados

Primero es importante tener todas las medidas del sistema que en este caso son:

Altura de la salida de la pelota=0.26m

Ángulo de lanzamiento= 50°

Distancia del el cañón a la riel =1.245m

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