MOVIMIENTO DE PROYECTILES

Universidad de Panamá. Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología. Escuela de Química.

MOVIMIENTO DE PROYECTILES

Autores

Antúnez, Natasha. natashaantunezzz@gmail.com

Ureña, Dídimo. urenavalenciad@gmail.com

Zuluaga, Juanita. juanitazulugar@gmail.com

Resumen

En esta experiencia virtual de laboratorio analizamos y estudiamos el movimiento de proyectiles ingresando al link del simulador virtual proporcionado por la profesora en la guía del laboratorio; el objetivo de esta experiencia fue aprender sobre el movimiento parabólico lanzando varios objetos. Para ello ajustamos parámetros como el ángulo de tiro, rapidez inicial y la masa. Exploramos la representación vectorial sin agregar la resistencia al aire, con esto, determinamos cómo cada parámetro (altura inicial, ángulo de tiro, rapidez inicial, masa, diámetro y altitud) afectan la trayectoria de un objeto sin resistencia del aire. Predecimos cómo al variar las condiciones iniciales se afecta la trayectoria del proyectil, y genera una explicación de tal predicción. Estimamos dónde caerá el objeto dadas las condiciones iniciales. Observamos como los movimientos en x y y son independientes. Investigamos las variables que afectan la fuerza de Arrastre. Determinamos el efecto que la fuerza de arrastre tiene sobre la velocidad y la aceleración. Discutimos sobre el movimiento de proyectiles usando vocabulario como: ángulo de inclinación, rapidez inicial, altura inicial, rango, tiempo y así llenamos las tablas que se analizaron en este informe.

Palabras Claves

Ángulo de lanzamiento, vectores, fuerza de arrastre, velocidad constante, movimiento acelerado, movimiento desacelerado, rapidez.

Introducción

El movimiento parabólico se puede analizar como la unión de dos movimientos. Por un lado, la trayectoria en la proyección del eje de las x (el eje que va paralelo al suelo) describirá un movimiento rectilíneo uniforme. Por otro lado, la trayectoria de la partícula al elevarse o caer verticalmente (en proyección sobre el eje de las y) describirá un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, donde la aceleración es la gravedad. Cuando un objeto es lanzado al aire, éste sufre una aceleración debida al efecto del campo gravitacional. El movimiento de un proyectil, frecuentemente se descompone en las direcciones horizontal y vertical. En la dirección horizontal el movimiento del proyectil es rectilíneo y uniforme ya que en esa dirección la acción de la gravedad es nula y consecuente, la aceleración también lo es. En la dirección vertical, sobre el proyectil actúa la fuerza de gravedad que hace que el movimiento sea rectilíneo uniformemente acelerado, con aceleración constante. Esto se expresa de la forma y = c + ax + bx2, que representa la ecuación de una parábola.  

Existen diferentes tipos de movimiento parabólico dependiendo desde donde empieza o acaba el movimiento del cuerpo. Por ejemplo:

• Movimiento parabólico completo: el cuerpo recorre una parábola completa, empezando y acabando en el suelo.
• Movimiento de media parábola (o tiro parabólico horizontal): el cuerpo empieza el movimiento desde cierta altura y es lanzado parabólicamente con una fuerza horizontal, en un punto que sería el punto más alto de la parábola completa ideal.
• Otros movimientos parabólicos: existen muchos casos particulares del movimiento parabólico, por ejemplo, el lanzamiento de una pelota desde el suelo a la terraza de una casa o el lanzamiento a canasta de un jugador de baloncesto. Siempre son tramos de una teórica parábola completa.

Todos los elementos de los movimientos parabólicos se pueden calcular a partir del movimiento parabólico completo.

Un proyectil es un objeto al cual se ha comunicado una velocidad inicial y se ha dejado en libertad para que realice un movimiento bajo la acción de la gravedad. Los proyectiles que están cerca de la Tierra siguen una trayectoria curva muy simple que se conoce como parábola. Para describir el movimiento es útil separarlo en sus componentes horizontal y vertical.

En estos experimentos analizaremos con la ayuda de un simulador la relación entre la masa, velocidad y ángulo de lanzamiento para un proyectil y comprobaremos lo dicho teóricamente que cuando un cuerpo además de desplazarse verticalmente, se desplaza horizontalmente el movimiento del proyectil es rectilíneo y uniforme ya que en esa dirección la acción de la gravedad es nula y consecuente, la aceleración también lo es, y se dice que este comportamiento es conocido como movimiento parabólico y pondremos en práctica cada detalle de dicho movimiento.

Procedimiento o montaje experimental

El primer paso para realizar esta experiencia de diferentes tipos de movimientos, fue entrar a una dirección web, a través de un enlace suministrado por nuestra profesora (https://phet.colorado.edu/es/simulation/projectile-motion) en donde nos mostraba diferentes pestañas con el experimento de movimientos de proyectiles, donde se podían cambiar para obtener diferentes resultados.

• Utilizamos el simulador virtual.

• Exploramos cada una de las funciones de dicho simulador.
• Investigamos información de la función del movimiento de proyectil.
• Completamos cada tabla de datos.
• Mencionamos las observaciones de cada movimiento.
• Por último, se concluyó observado y lo aprendido de la experiencia.

Análisis de Datos y Preguntas de Discusión

Con la ayuda del simulador virtual obtendremos cada dato requerido de las siguientes tablas:

[pic 1]

I. PARTE. LANZAMIENTO DE MEDIA TRAYECTORIA.

1. Manteniendo la masa, la velocidad inicial en Y (voy) y la altura del proyectil constante varíe la velocidad de lanzamiento y diga que características del movimiento se modifican. Llene la tabla n.1

Masa del proyectil=42 kg                Altura= 10m                Voy= 0 m/S

¿Qué concluyes?

En este primer experimento se puede observar que el lanzamiento de este proyectil notamos, que, aunque cambie la rapidez inicial del proyectil el tiempo que tarda el proyectil en llegar al suelo será la misma y sim embargo que entre más alta sea la rapidez inicial del proyectil mayor será la distancia recorrida, por este hecho concluimos que la altura no está variando y la masa del proyectil es la misma en los tres lanzamientos, entonces a esto lo llamamos lanzamiento de Media trayectoria.

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