MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES

PRACTICA Nº 4: MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES

TITULO: Movimiento de Proyectiles.

OBJETIVO: Verificar experimentalmente las características de un movimiento bidimensional: Movimiento Parabólico.

ELEMENTOS PREVIOS:

En la vida real, el movimiento de un objeto se realiza en el plano, y de manera más general en el espacio1. Cuando un objeto se lanza cerca a la superficie de la Tierra y éste forma un ángulo de inclinación con la horizontal, su trayectoria parabólica se puede describir como la composición de dos movimientos, uno en el eje horizontal: Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.) y un Movimiento Uniformemente Acelerado (M.U.A.) en el eje vertical. ¿Cuáles son las características de cada uno de estos movimientos? ¿En qué se diferencian dichos movimientos? ¿Qué consecuencias tendría tener sólo uno de los movimientos?

TEORÍA

La figura que se muestra a continuación representa un movimiento parabólico, el cual está constituido por dos movimientos, uno horizontal en el que el proyectil recorre distancias iguales en tiempos iguales (el valor de la componente de la velocidad es igual a la inicial en cualquier instante de tiempo) y un movimiento vertical con aceleración constante (en este caso actúa la aceleración de la gravedad).

Imagen tomada de http://www.calasanz-medellin.edu.co

Donde:

Vo: Velocidad inicial del proyectil.

θ: Ángulo que forma con la horizontal.

Ymax: Altura máxima alcanzada por el proyectil.

Xmax: Alcance horizontal máximo.

Para describir este movimiento se usan las siguientes ecuaciones que por ser vectoriales se deben tratar por componentes:

• Componentes de la velocidad inicial:

• Velocidad vertical:

• Altura máxima que alcanza el proyectil:

• Alcance horizontal máximo:

MATERIALES:

Pida los materiales para el experimento de Movimiento de Proyectiles. Y realice el montaje de la figura.

PROCEDIMIENTO:

1. Cubra la mesa con papel blanco y sobre éste coloque papel carbón para registrar cada impacto de la esfera sobre la mesa.

2. Determine un ángulo (sugerencia: 300, 450 y 600) y ajuste la unidad balística como indica la figura del montaje (registrar en la tabla)

3. Ajuste los tornillos de la base y gire hasta obtener una proyección vertical.

4. Dispare el balín (observará que se ha realizado una medición de velocidad inicial)

5. Con una regla mida el alcance horizontal del balín y luego compárelo con el valor que obtiene aplicando las ecuaciones.

6. Repita el mismo procedimiento para tres ángulos diferentes.

θ Vo(m/s) Vox(m/s) Voy(m/s) Xmax(m) V.Exp Xmax(m) V. Teórico Ymax(m) Tsub(s) Tbaj(s)

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