“Prueba Experimental del Movimiento Parabólico”

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CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA I

TEMA:

“Prueba Experimental del Movimiento Parabólico”

Autores:

1. Diego Alexis Cruz Rodriguez
2. Cristhian Anderson Marines Medina
3. Alexander Miguel Rivera Crisóstomo
4. Genaro Dalton Ramírez Grande
5. Badinho Antonio Quispe Laurente
6. Renzo Yoann Lobato Ticona
7. Luis Antonio León Mejia
8. Juan Jesús Anthony Zubieta Fretell
9. Jeyson Flores Navarro
10. Terry Eduardo Gonzales Delgado

Profesor:

Pintado Delgado, José Arturo

LIMA-202

1. RESUMEN

El presente proyecto de investigación se desarrolló para manifestar todo lo aprendido en clase, en el cual se utilizó el movimiento parabólico, mismo que presenta 2 factores: MRU y MRUV. Se procedió a demostrar las diferentes fórmulas y sus elementos: como un proyectil obtiene su máxima altura, su distancia máxima, su tiempo de vuelo, ángulo, etc. Para esta demostración de movimiento parabólico, se eligió ejemplo el lanzamiento de bala, deporte de los Juegos Olímpicos, en este se utiliza una bola de metal de cierto peso que es influenciada por la gravedad llegando hasta cierto alcance máximo, así mismo estos atletas lanzan la bola con un ángulo aprox. de 40 a 45 grados para alcanzar dicha distancia. Con todo ello, se utilizó el registro récord mundial de alcance máximo de Ryan Crouser, 23.37 metros simulando una velocidad inicial de 20 m/s. Para tal experimento se usó el simulador PHET: movimiento de un proyectil.

1. INTRODUCCION

El movimiento parabólico, también conocido como tiro oblicuo, es un ejemplo de composición de movimientos en dos dimensiones: un MRU en el eje horizontal y un MRUV en el eje vertical. La componente horizontal de la velocidad Vx es constante en toda la trayectoria, ya que es un movimiento rectilíneo uniforme. La componente vertical de la velocidad Vy disminuye inicialmente por la gravedad, hasta hacerse nula en el punto más alto de la trayectoria. A partir de ese punto, vuelve a crecer uniformemente acelerada por la gravedad. Este tipo de movimiento consiste en lanzar un cuerpo con una velocidad que forma un ángulo α con la horizontal despreciando la resistencia del aire, pero tomando en cuenta que este cuerpo estará influenciado por la aceleración de la gravedad. Con respecto a esto, el cuerpo en movimiento parabólico puede ser cualquier cosa: una pelota de futbol, de tenis, un dardo, un misil, a todos ellos los denominaremos de manera genérica como proyectiles. Entre las variables o valores que se suelen usar frecuentemente están la altura máxima, el tiempo de vuelo, el alcance y el ángulo de la trayectoria. Se comprueba experimentalmente que la trayectoria que describen los cuerpos lanzados horizontal u oblicuamente cerca de la Tierra y sin considerar la resistencia del aire es una parábola. La parábola es una de las secciones cónicas conocidas desde la antigüedad. Una de las aplicaciones más importantes del movimiento parabólico es la balística. La balística es la ciencia que estudia la trayectoria de las balas o proyectiles. Ciertos proyectiles son lanzados desde un cañón con un ángulo determinado calculado para que el proyectil recorra una parábola e impacte en el objetivo esperado. Tomando en cuenta que estudiamos el movimiento parabólico aplicado a la balística desde un punto de vista teórico. En la práctica, la balística debe de corregir los cálculos en función de otros factores, como el rozamiento del proyectil con la atmósfera, el viento, la presión atmosférica, la esfericidad y la rotación de la Tierra, etc. Además, existen diferentes tipos de movimiento parabólico dependiendo desde donde empieza o acaba el movimiento del cuerpo. Por ejemplo: Movimiento parabólico completo, Movimiento de media parábola (o tiro parabólico horizontal), entre otros tipos; todos los elementos de los movimientos parabólicos se pueden calcular a partir del movimiento parabólico completo. Para ejemplificar esto, consideremos el caso de que un cuerpo A se deja caer desde la parte alta de un acantilado y al mismo tiempo se lanza horizontalmente un cuerpo B con una cierta velocidad horizontal. ¿Cuál de los dos llega primero al agua? Si se desprecia la resistencia del aire se verifica que los dos llegan simultáneamente al agua, es decir, que en todo momento ambos se encuentran en una mismo horizontal. Esto indica que el movimiento vertical del movimiento parabólico es un movimiento vertical de caída libre. Según esto, la componente horizontal de la velocidad del cuerpo (velocidad horizontal Vx) permanece constante en todo momento y su componente vertical (velocidad vertical Vy) cambia uniformemente respecto del tiempo.

1. OBJETIVOS

• Generales

• Demostrar la utilidad del movimiento parabólico.
• Desarrollar y concluir beneficiosamente el ejercicio, lanzamiento de bala.
• Llegar a resultados concisos y satisfactorios.

• Específicos

• Analizar cada elemento del movimiento parabólico: Velocidad, tiempo inicial y final, ángulo, altura, etc.
• Explicar el ejercicio mediante el uso de simuladores. *PHET*
• Tener presente las fórmulas ya preestablecidas para dicho tipo de ejercicios.

1. ALCANCES Y LIMITACIONES:

Se pretende lograr todo el trabajo mediante el análisis de un ejercicio cotidiano, demostrando así la utilidad del movimiento parabólico, haciendo uso de algunas formulas y conceptos explicativos que ejemplifiquen dicho propósito.

Este trabajo se ha realizado mediante distintas fases, cada una ejemplificando y dando a conocer el tema en cuestión.

• En la quinta semana se planteado del tema que llevar a cabo para este trabajo, aparte que también se realizó un avance sobre este.
• En la sexta semana se ha realizado una búsqueda de información tanto para la base del documento como para el tema de este mismo, logrando así una estructura base mejor trabajada.
• En la séptima semana para poder realizar el documento de la manera más eficaz, se ha dividido el trabajo por partes, las cuales son: Introducción, Alcance y Limitaciones, Resultados, Objetivos y Resumen.
• En la octava semana recibimos correcciones y recomendaciones hechas por el profesor con fin de mejorar nuestro documento, mostrándonos ciertos fallos y avances que aún faltaban por hacer.
• En la novena semana corregimos los errores mostrados por el profesor. Aparte de que también avanzamos más con ciertas partes del trabajo adecuando mejor la introducción y desarrollando parte del resultado.

1.  MARCO TEORICO:

• MOVIMIENTO PARABOLICO

El movimiento parabólico se presenta como una trayectoria ideal, es decir, no existe una fuerza que impida su movimiento y este sujeto a un campo de gravedad uniforme. Este movimiento esta caracterizado por presentar 2 movimientos rectilíneos: MRU y MRUV. Uno para cada eje.

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