Práctica de laboratorio - física: movimiento parabólico

PRÁCTICA DE LABORATORIO - FÍSICA

MOVIMIENTO PARABÓLICO

I. INTRODUCCIÓN

Un tipo frecuente de movimiento que describe una trayectoria curva es el que realiza un proyectil, la trayectoria queda afectada por la resistencia del aire, la variación de la aceleración de la gravedad con la altura y la rotación de la tierra, lo cual hace que el estudio completo del movimiento sea bastante complicado; sin embargo si despreciamos la resistencia del aire y trabajamos con velocidades pequeñas, entonces el análisis del experimento será más sencillo.

II. OBJETIVOS

Estudiar y describir experimentalmente la trayectoria de un proyectil

Medir indirectamente la velocidad inicial del disparo.

III. MATERIALES Y EQUIPOS

Nº DESCRIPCION CANTIDAD

01 Un tablero de madera 01

02 Una wincha o regla 01

03 Una rampa de aluminio 01

04 Esfera de metal 02

05 Un nivel 01

06 Una plomada 01

07 Papel carbón 01

08 Papel milimetrado 02

IV. MODELO TEÓRICO

Sea un proyectil disparado con una velocidad v ⃗_0 y con un ángulo θ_0 respecto a la horizontal. Figura 1. Asumiendo un movimiento ideal, es decir despreciando el efecto de rozamiento debido al aire, la rotación de la tierra y considerando una aceleración de la gravedad constante, el movimiento resultante tiene una trayectoria parabólica y es una combinación de dos tipos de movimientos independientes entre si: un movimiento uniforme en el eje horizontal (MRU) y, un movimiento uniformemente variado en el eje vertical (MRUV) que depende directamente de la aceleración de la gravedad.

Para este caso ideal la trayectoria del movimiento esta descrita por la siguiente ecuación (donde g = 9.8 m/s2):

y=(tgθ_0 )x-(g/(2v_0^2 〖cos〗^2 θ_0 )) x^2⋯(1)

Si el proyectil es disparado horizontalmente (0 = 0º) desde lo alto de un acantilado de altura h, Figura 2, entonces el movimiento tiene una trayectoria semiparabólica que depende únicamente de la aceleración de la gravedad y de la velocidad inicial del disparo, trayectoria que se puede describir por medio de la siguiente ecuación:

y=-(g/(2v_0^2 )) x^2⋯(2)

Donde "y" es medido desde lo alto del acantilado (que es nuestro nivel de referencia) hasta la parte mas baja, por lo que tiene signo negativo.

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Monte el experimento según el esquema de la Figura 3. Asegúrese que la rampa este nivelada.

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