FORMATO GUÍA DE LABORATORIO

SEMESTRE

ÁREA

ASIGNATURA

CÓDIGO

Tercero

Física

Mecánica y laboratorio

CB03005

PRÁCTICA Nº

UNIDAD TEMÁTICA

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

DURACIÓN

4

Movimiento en dos dimensiones

Movimiento de proyectiles

2 h

RESUMEN

 En la práctica se analizaran dos movimientos independientes, uno rectilíneo uniforme en x y una caída libre en el eje y,  que combinados simultáneamente dan como resultado el movimiento parabólico de proyectiles. Adicionalmente a través de la recolección de datos, se pretende que el estudiante realice un tratamiento estadístico con el fin de estimar el valor experimental de la velocidad inicial de lanzamiento.

Objetivos de enseñanza

1. Hacer una breve introducción del MUR y MUA y explicar el objetivo de la experiencia a realizar.

2. Establecer las condiciones que permiten el movimiento parabólico, para así obtener el valor de la velocidad de lanzamiento.

3. Acompañar al estudiante resolviendo dudas de carácter conceptual, metodológico y procedimental.

4. Fomentar la ética y la responsabilidad en el trabajo académico y en el ámbito profesional.

5. Fomentar la auto-reflexión crítica en el estudiante que permita la formación de ingenieros comprometidos con la sociedad y su proyecto de vida.

6. Corregir y retroalimentar los informes de laboratorio.

Objetivos de aprendizaje

1.        Potenciar el trabajo en equipo y las competencias comunicativas.

2.        Establecer la relación entre variables con el fin de encontrar una dependencia entre ellas.

3.        Relacionar los resultados experimentales con un modelo teórico para verificar la validez de los datos utilizando procesos estadísticos.

4.        Desarrollar habilidades para el manejo del material de laboratorio y reconocer la incertidumbre en los instrumentos de medida.

5.        Desarrollar destrezas para la elaboración y presentación de informes que contribuyan en el perfeccionamiento de su perfil profesional y ocupacional.

6.        Fomentar la consulta previa y posterior a toda actividad académica.

7.         Determinar experimentalmente la velocidad de lanzamiento de un proyectil con su respectiva incertidumbre por ajuste lineal.

8. Determinar experimentalmente la velocidad de lanzamiento de un proyectil con su respectiva incertidumbre por error cuadrático.

COMPETENCIAS

1.        Capacidad para leer e interpretar textos de carácter científico en su lengua nativa y en una segunda lengua.

2.        Capacidad para elaborar e interpretar gráficas a partir de los datos obtenidos.

3.        Capacidad para analizar, sintetizar, generalizar y aplicar a partir de situaciones problema

4.        Capacidad para trabajar en equipo y comunicarse con sus compañeros de grupo.

5.        Capacidad para organizar datos, resultados, sintetizar conclusiones contrastando con la teoría.

6.        Capacidad para construcción, análisis e interpretación de gráficas.

7.         Capacidad para realizar mediciones directas e indirectas con su respectiva incertidumbre.

8. Capacidad para correlacionar y analizar movimientos independientes simultáneos.

MARCO DE REFERENCIA

El movimiento de proyectiles es el resultado de dos movimientos simultáneos e independientes, por lo que pueden estudiarse cada uno de ellos por separado y relacionarse a través de la variable tiempo.

El movimiento horizontal es uniforme y el movimiento vertical es uniformemente acelerado cuya aceleración es la gravedad.

La descripción del caso particular de la práctica se muestra en la figura 1.

[pic 2]

Figura N°1. Descripción de un movimiento de tiro parabólico. (unificar graficas).

Donde, v0 es la magnitud de la velocidad inicial, θ es el ángulo de lanzamiento inicial y x el alcance horizontal.

El alcance horizontal de un proyectil para el caso en que el punto de impacto está a la misma altura que el punto de lanzamiento viene dado por:

   (1)[pic 3]

MATERIALES, EQUIPOS, INSTRUMENTOS

Equipo de lanzamiento

Esfera metálica

Regla

Papel carbón

Papel

REACTIVOS

No aplica

PROCEDIMIENTO

El montaje experimental utilizado en está práctica será el que se muestra en la figura 2:

[pic 4]Figura No.2. Montaje experimental para determinar la velocidad de disparo de un proyectil.

1. Encima de la hoja de papel blanco coloque una hoja de papel carbón.

2. Gradué el lanzador a un ángulo determinado y registre este dato en la tabla 1 con su respectiva incertidumbre.

3. Haga el lanzamiento del proyectil.

3. Registre el alcance logrado por el proyectil en la tabla 1.

4. Repita cinco veces este procedimiento para el mismo ángulo.

5. Ahora varié el ángulo entre 10 y 80°, incluya el ángulo de 45°. Repita todo el procedimiento.

6. Finalmente haga la gráfica de X vs sen(2θ) en papel milimetrado.

Tabla 1 Ángulos y distancias.

7. Halle el promedio de los datos de alcance y repórtelo en la tabla 2. Tenga en cuenta que la incertidumbre de estos datos se tendrá que calcular mediante el error cuadrático.

Tabla 2. Ángulos, las distancias promedio y las velocidades promedio.

8. Realice el ajuste lineal por mínimos cuadrados y exprese el valor de la pendiente y del punto de corte con sus respectivas incertidumbres.

9. Obtenga la velocidad inicial de lanzamiento del proyectil a partir del valor de dicha pendiente con su respectiva incertidumbre σm y σb.

Tabla 3 Resumen de resultados.

Preguntas

1. ¿Cuando se realiza el lanzamiento con el mismo ángulo todos los alcances son iguales? Justifique su respuesta.
2. ¿Qué ocurre si se toma un ángulo mayor de 45°?
3. ¿Para qué ángulos se obtiene el mismo valor de alcance?
4. ¿Con qué ángulo se logra obtener el alcance máximo?
5. ¿Cambiarían los datos si el lanzamiento se realizara desde un punto más alto que el del impacto?

ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

En caso de dudas en relación al ajuste lineal, errores, manejo de instrumentos consulte los siguientes documentos:

- Mecánica Laboratorio 1 “Medidas Directas”

- Mecánica Laboratorio 2 “Medidas Indirectas”

- Ejemplo ajuste lineal en AVA2.

En caso de dudas en relación al movimiento parabólico:

- Texto guía

- Videos sobre movimiento parabólico.

ASPECTOS A EVALUAR

1.        Preinforme que incluye el marco teórico de los conceptos fundamentales de la guía, objetivos de la práctica, revisión del montaje instrumental.

2.        Registro de datos en la bitácora con sus respectivas unidades e incertidumbres.

3.        Tratamiento adecuado de datos teniendo en cuenta propagación de errores, ajuste lineal.

4.        Elaboración de gráficas en hoja de papel milimetrado en las que se especifique: tabla de datos, título de la gráfica, ubicación de variables en los ejes con unidades, escala adecuada y la relación funcional entre las variables.

5.        Análisis e interpretación física de los resultados obtenidos en relación con el modelo teórico.

6.        Manejo adecuado de los instrumentos de medición y equipos de laboratorio.

7.        Conclusiones con redacción coherente que muestre el análisis de los resultados, gráficas y respuestas de la guía.

8.        Buscar aplicaciones relacionadas con su profesión.

9.        Referenciar la bibliografía revisada.