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Laboratorio 5 Movimiento de Proyectiles

Carlos A. Martínez; Juan P. Bernal Universidad Nacional De Colombia Sede Palmira

RESUMEN En esta práctica de laboratorio estudiamos el movimiento semiparabólico provocado por una masa (balín) desde distintas alturas con una velocidad constante, se calculo la velocidad inicial del balín, y se realizo las medidas horizontal del lanzamiento de la masa a dos diferentes alturas. Esta forma semiparabólica nos indica que la masa se mueve en dos dimensiones, horizontal y vertical. Cada movimiento tiene componentes propias como la velocidad. El vertical está sujeto a la gravedad, el horizontal no.

MARCO TEORICO Un cuerpo adquiere un movimiento semiparabólico, cuando al lanzarlo horizontalmente desde cierta altura, describe una trayectoria semiparábolica. Cuando un cuerpo describe un movimiento semiparabólico, en él se están dando dos movimientos simultáneamente: un movimiento horizontal, que es rectilíneo uniforme y uno vertical en el que actúa la gravedad, llamado movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

el movimiento semiparabólico, podemos anotar las siguientes características: 

  



Los cuerpos se lanzan horizontalmente desde cierta altura y con una velocidad inicial (Vi). La trayectoria del movimiento es parabólica El movimiento en x es independiente del movimiento en y El movimiento en x es uniforme (no actúa la aceleración), o sea la velocidad horizontal se mantiene constante. El movimiento en y es acelerado (Actúa



la aceleración de la gravedad), es decir que la velocidad vertical aumenta al transcurrir el tiempo. El tiempo de caída es la variable que relaciona a los 2 movimientos.

Ecuaciones de Semiparabolico:

Movimiento

METODO EXPERIMENTAL Materiales 

Rampa



Esfera de acero



Regla de un metro



Cronometro



Hojas blancas carbón

más firme posible para que el balín ruede suavemente y el fenómeno sea reproducible. Es preciso que la rampa ni se balancee ni se combe. 2. para este paso no se utilizo el cronometro. Usa un cronometro para medir el tiempo que tarda la esfera en recorrer el trayecto su diámetro. Divide este intervalo de tiempo entre el diámetro de la esfera , para calcular la rapidez del balín cuando sale disparada. Suelta la esfera desde el mismo punto (marcado con cinta adhesiva) de la rampa y realiza 3 ensayos. Promedia la rapidez del balín y llena la tabla1. 3. Mide la altura h desde donde sale disparada la esfera hasta el piso 4. Calcule el tiempo de caída de la esfera usando las ecuaciones

y

papel

PROCEDIMIENTO 1. Monta tu rampa procurando que quede lo

5. Coloca una hoja de papel carbón encima de una hoja blanca para registrar el punto donde cae el balín y mide la distancia horizontal desde la base de lanzamiento hasta el punto de impacto. Realiza 3

ensayos y promedia el alcance horizontal. Llene la tabla 2. 6. repite los pasos 3,4, y 5 con una altura diferente y llena la tabla 2 7. Coloca una hoja de papel carbón encima de una hoja blanca para registrar el punto donde cae el balín y mide la distancia vertical a distancias horizontales de cada 10 cm. Realizar la grafica de Y vs X.

yo 1 2 3

Horizontal(m) X1 0,795 X2 0,795 X3 0,80 Xprom 0,796 Tiempo de caída de la Y= ½ gt2 1,04 = 4,9 t2 t=

Tiempo (s) T1 0,011 T2 0,014 T3 0,014 T 0,014 V= diámetro

Diámetr o balín 0,025 m

VI

Ensayo

1 2 3

Alcance Horizontal( m) X1 0,67 X2 0,67 X3 0,683 Xprom 0,674 Y= ½ gt2 0,72 = 4,9 t2 t=

0,025m

1,79 m/s

Tabla 2. Alcance

Altura(m)

√

0,72 4,9

t= 0,15s

/ tiempo

V = 0,025m/0,014s = 1,79 m/s

Ensa

√

1,04 4,9

t= 0,46s

RESULTADOS Tabla1

1,04 1,04 1,04 1,04 esfera

Grafica del movimiento X(cm) 0 10 20 30 40 50 60

Y(cm) 104 104 100,5 92 80,5 65 47,8

Altura(m)

0,72 0,72 0,72 0,72

70 80

29,5 5,5

que genera la gravedad la cual es constante.

120 100

Preguntas

80 Eje Y

60

1. Calcula la velocidad de

40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

lanzamiento (vi) teóricamente con las formulas y halla el porciento de error de la velocidad inicial.

Eje X

Y= ½ gt2 1,04 = 4,9 t2 t=

ANALISIS DE RESULTADOS En la primera práctica analizaremos el movimiento que genera la canica cuando va en un movimiento rectilíneo a cierta altura y se expone al vacío. En este caso notamos que la canica trata de seguir su movimiento normal pero que hay una fuerza que lo arrastra hacia abajo, generando así un movimiento semiparabólico. Los resultados obtenidos son como dice la teoría, al momento de graficar es un segmento de la parábola de allí el nombre de movimiento semiparabolico don de la velocidad inicial en el eje x es constante y en Y se ve influenciada por la aceleración

√

1,04 4,9

t= 0,46s x = vi (t) vi = x/t

vi= 0,796/0,46

Vi = 1,73m/s % error (1,79 - 1,73)/1,73 * 100 = 3,35%

2. calcula

el alcance horizontal teórico, usando las formulas y halle el porciento de error con el alcance horizontal experimenta. x = vi (t)

x= 1,79*0,46 =0,82 %error= 0,82 0,796/0,82 = 2,9%

–

3. ¿qué

le sucede a la velocidad de la esfera a la salida de la rampa, si la misma no fuese horizontal?

Esta velocidad tendría un cambio brusco de dirección, pues pasaría de ser horizontal a vertical, convirtiéndose en un objeto en caída libre.

4. ¿influye la acción de la gravedad en la velocidad de salida horizontal de la esfera? La gravedad si cambia la velocidad inicial, en magnitud y dirección. Pues el hecho de atraer la masa hacia el centro de la tierra hace que su dirección cambie hacia abajo y que su velocidad acelere cada segundo.

5. si el experimento se hiciera considerando un escenario de altura vertical igual a la altura de las ya no existentes torres gemelas ¿cree usted que los resultados seria predecibles según las ecuaciones teóricas?

No, en alturas tan grandes el viento interferiría con el proyectil provocando que este callera en distancias diferentes a las teóricas, también la velocidad se vería afectada. CONCLUCIONES El movimiento horizontal de la balín se debe a que todo cuerpo tiende a seguir su estado de inercia a menos que otra fuerza mayor actué sobre él, en este caso notamos que la canica tiende a seguir su movimiento rectilíneo y una velocidad constante, pero la fuerza de gravedad es mayor y la atrae hacia el piso, cambiando la magnitud y dirección de su velocidad. Todos los cuerpos en la tierra son atraídos hacia el centro, es una ley que ningún cuerpo en el planeta puede evitar, esta ley es la que conocemos como ley de gravedad e influye en los movimientos verticales de todos los cuerpos. La combinación de un movimiento vertical y uno horizontal siempre nos va a generar una parábola.

BIBLIOGRAFÍA

Robert Resnick y David Halliday. Física. Parte 1 y 2. CIA. Editorial Continental, S.A. México D.F. Primera edición, cuarta impresión de 1982. YOUNG, HUGH D. y ROGER A. FREEDMAN Física universitaria volumen 1. Decimosegunda edición Pearson educación, México, 2009.