“Cañón Lanza Papas”

Título: “Cañón Lanza Papas”

Modalidad: Aparato didáctico

Objetivo:

Nuestro objetivo es demostrar las características del tiro parabólico oblicuo a partir del uso de un “Cañón Lanza Papas”.

Descripción:

Nuestro experimento es un “cañón lanza papas”, compuesto por tubos PVC, que forman una cámara hermética (tambor), un tubo de escape o cañón, una llave de paso y un adaptador para el encendedor. El funcionamiento consiste en introducir el proyectil (papa) al cañón, abrir la llave de paso e inyectarle aerosol flamable (en este caso desodorante en aerosol) a la cámara hermética, cerrar la llave de paso para encerrar el aerosol, colocar el cañón en el ángulo deseado y accionar el encendedor. Cuando el aerosol y el oxígeno se mezclan, y el encendedor se acciona, se emite una explosión dentro de la cámara creando presión, la cual empuja la papa, haciendo que salga disparada en forma de proyectil creando una parábola.

Fundamentación teórica:

El “tiro parabólico” es el movimiento de un objeto en forma de parábola. Está compuesto por dos movimientos rectilíneos, un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical. Ejemplos de tiro parabólico son proyectiles lanzados desde la tierra, una pelota de golf, un balón de americano, siempre y cuando sean lanzados desde un eje horizontal. El tiro parabólico al mismo tiempo se divide en dos tipos:

1.- Tiro parabólico horizontal o media parábola: Se caracteriza por la trayectoria o camino curvo que sigue un cuerpo al ser lanzado horizontalmente al vacío, resultado de dos movimientos independientes: un movimiento horizontal con velocidad constante y otro vertical, el cual se inicia con una velocidad cero y va aumentando en la misma proporción de otro cuerpo que se dejará caer del mismo punto en el mismo instante. La forma de la curva descrita es abierta, simétrica respecto a un eje y con un solo foco, es decir, una parábola.

2.- Tiro parabólico oblicuo o parábola completa: Se caracteriza por la trayectoria que sigue un cuerpo cuando es lanzado con una velocidad inicial determinada, en un ángulo diferente a cero desde la horizontal. Por ejemplo, la trayectoria seguida por una pelota de voleibol después de recibir el golpe durante el saque inicial, o el de un balón de fútbol al ser despejado por el portero.

Cuando el ángulo de tiro es de 20º y de 70º, el alcance horizontal es el mismo. Se puede observar que la suma de 20º + 70º = 90º. Una característica del tiro parabólico oblicuo es que cuando se lanza un cuerpo con una determinada magnitud de velocidad inicial, tendrá el mismo alcance horizontal, es decir, recorrerá la misma distancia en forma horizontal con dos ángulos diferentes de tiro, la única condición es que la suma de dichos ángulos dé un resultado de 90º. De esta manera, un cuerpo lanzado con un ángulo de 30º tiene un alcance horizontal igual a un cuerpo lanzado con un ángulo de 60º (30º+ 60º= 90º). El alcance máximo horizontal tiene lugar cuando el ángulo de tiro es de 45º. Con esto inferimos que mientras mayor sea el ángulo de tiro respecto al eje horizontal, un cuerpo adquiere una mayor altura y durará más tiempo en el aire, sin embargo, al ser menor el valor de la componente horizontal de la velocidad inicial, su alcance horizontal también será menor.

El tiro parabólico es calculado a base de la siguiente información necesaria:

* Velocidad inicial

* Velocidad final

* Ángulo sobre el eje horizontal

* Gravedad

* Altura máxima

* Distancia

* Tiempo

Resultados

El cañón fue probado varias veces, calculando la distancia recorrida y el tiempo que le tomaba al proyectil recorrer dicha distancia. Tras obtener tales resultados, aplicamos diversas fórmulas para conocer la velocidad en x, la altura máxima y los grados en los que se colocó el cañón. En los diversos

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