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CINEMÁTICA – MOVIMIENTO DE PROYECTILES 2
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Contenido
Introducción ...................................................................................................... 3
Marco Teórico ................................................................................................... 4
Actividades Motivadoras .................................................................................. 5
Materiales .......................................................................................................... 7
Procedimiento ................................................................................................... 8
Análisis de los Resultados ................................................................................. 9
Aplicaciones ..................................................................................................... 11
Enlaces de Apoyo ............................................................................................. 13
Bibliografía ....................................................................................................... 14
Webgrafía ......................................................................................................... 15
CINEMÁTICA GUÍA DE LABORATORIO # 4 – MOVIMIENTO DE PROYECTILES
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Introducción
El movimiento de un proyectil es un ejemplo clásico del movimiento en dos
dimensiones con aceleración constante. Todo cuerpo lanzado al aire con una
velocidad inicial de dirección arbitraria, describe una trayectoria curva en el
plano. Si a un objeto que se mueve en dirección arbitraria se le aplica una
velocidad inicial y es dejado en libertad efectuando un movimiento bajo la
acción de la gravedad, este seguirá una trayectoria curvilínea muy simple
conocida como parábola.
Por tal razón, es importante explicar el movimiento de un proyectil como
resultado de la superposición de un movimiento rectilíneo uniforme y
uniforme acelerado, los cuales se cumplen de manera independiente de
acuerdo al principio de superposición o independencia de los movimientos
como lo enunció el física matemático Galileo Galilei.
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Marco Teórico
Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la
práctica de laboratorio:
Características del movimiento de proyectiles (definición, ecuaciones,
graficas, unidades).
Ecuación de una trayectoria parabólica.
Principio de superposición o independencia de movimientos de Galileo
Galilei.
Características del movimiento uniforme acelerado.
Video 1 – Tiro Parabólico: Clase Teórica
Enlace: https://www.youtube.com/watch?v=huYb6u2BhUE
Proyecto: Física con Simuladores
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Actividades Motivadoras
1. El uso de cálculos para el lanzamiento de proyectiles es aplicable
solamente cuando se desea ser efectivo en el uso de recursos. La
industria aeroespacial y la militar son ejemplos claros en la que se usan
los cálculos vistos en esta unidad para dar en los objetivos con la
máxima precisión.
Sin embargo, en los deportes o algunas actividades estos cálculos son
vagamente aplicados debido a que no se necesita una precisión exacta
sino un boom de adrenalina, como por ejemplo el cobro de un Tiro
Libre en el fútbol o la realización de un Home Run en el béisbol.
A continuación se presenta el enlace a un juego muy conocido por la
mayoría, el cual se denomina Angry Birds. Este juego presenta las
características básicas estudiadas en esta unidad (velocidad inicial,
ángulo de tiro, gravedad, etc.) y cuyo objetivo es utilizar a los pajaritos
para destruir al enemigo. Así que te invito a que juegues y apliques los
principios aprendidos para que ganes en el juego. Recuerda que el
ángulo de alcance máximo es el de 45°. Así que, ¡A JUGAR!
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Juego – Angry Birds Rio
Enlace: http://www.angrybirdsgames.com/games/angry-birds-rio-online
Proyecto: Física con Simuladores
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Materiales
Para desarrollar este laboratorio solamente necesitas una computadora con
acceso a internet. Una vez conectado a la web, das clic en el siguiente
enlace:
SIMULADOR
Allí encontrarás un simulador desarrollado por https://phet.colorado.edu y
por medio del cual podrás observar de manera didáctica e interactiva el
comportamiento de un cuerpo lanzado a manera de proyectil.
Figura 1 – Simulador Lanzamiento de Proyectiles
Derechos de Autor: https://phet.colorado.edu/
Proyecto: Física con Simuladores
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Procedimiento
1. Entre al simulador por medio del link otorgado anteriormente.
2. Relaciónese con los controles del simulador tales como el cuadro de
control y de lectura.
3. En el cuadro control elija una forma de proyectil, un ángulo de
lanzamiento, una velocidad inicial, una masa y diámetro del proyectil.
4. Haga clic en el botón “Disparar” para visualizar el movimiento del
proyectil.
5. Registre los datos de alcance horizontal, altura y tiempo en la Tabla 1.
6. Repita este proceso variando el ángulo de disparo de acuerdo a los
establecidos en la Tabla 1.
7. Registre en cada lanzamiento los datos anteriormente mencionados.
8. Ajuste el ángulo de lanzamiento a 0°, variando la altura de disparo
acorde a la Tabla 2.
9. Registe los datos de cada lanzamiento.
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Tabla 1
Angulo de
Disparo α (°)
Alcance
Horizontal x (m) Altura h (m) Tiempo t (s)
15
30
45
60
75
Tabla 2
Altura de Disparo y (m) Alcance Horizontal h (m) Tiempo t (s)
5
10
15
20
25
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Análisis de los Resultados
1. En papel milimetrado, con ayuda de un transportador y una regla
construya las parábolas para los diferentes ángulos de lanzamiento:
a. Escriba conclusiones respecto a sus observaciones.
2. Ajuste el ángulo de lanzamiento a 50°. Realice dos lanzamientos
variando la velocidad de disparo:
a. ¿Qué concluye?
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Aplicaciones
1. Lea el enunciado, seleccione una de las opciones y justifique su
respuesta.
A medida que un proyectil lanzado hacia arriba se mueve en su
trayectoria parabólica.
a. ¿En qué punto a lo largo de su trayectoria los vectores velocidad
y aceleración del proyectil son mutuamente perpendiculares?
o En ninguna parte.
o En el punto más alto.
o En el punto de lanzamiento.
b. ¿En qué punto son paralelos los vectores velocidad y aceleración
del proyectil?
o En ninguna parte.
o En el punto más alto.
o En el punto de lanzamiento.
2. Ordene los ángulos de lanzamiento para las cinco trayectorias de la
figura dada respecto al tiempo de vuelo, desde el tiempo de vuelo más
corto al más largo. ¿Que concluye?
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Figura 2 – Proyecciones de un proyectil
3. En el instante en que se dispara un rifle que se sostiene en poción
horizontal, alguien deja caer al suelo una bala que está al lado del rifle.
¿Cuál de las dos balas llega primero al suelo, la que se dispara o la que
se deja caer?
4. Cuando un tirador apunta su rifle hacia un blanco situado a 100 𝑦𝑑 de
distancia, ¿está su rifle apuntando directamente al blanco? Explique su
respuesta.
5. ¿En qué punto de su trayectoria alcanza un proyectil la rapidez
mínima?
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Enlaces de Apoyo
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Bibliografía
Bauer, W., & Westfall, G. (2014). Física para Ingeniería y Ciencias con Física
Moderna (Segunda ed., Vol. 1). México D.F.: McGraw Hill Education.
M., A., & Finn, E. J. (1995). Física. México D.F.: Addison-Wesley
Iberoamericana.
Resnick, R., Halliday, D., & Krane, K. S. (2001). Física (Cuarta ed., Vol. 1).
México D.F.: Grupo Patria Cultural.
Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). FÍSICA para ciencias e ingeniería (Novena
ed., Vol. 1). México D.F.: Cengage Learning Editores.
Tipler, P. A., & Mosca, G. (2006). Física para la ciencia y la tecnología (Quinta
ed., Vol. 1). Barcelona: Reverté.
Toledo López, P. H. (2010). Experimentos Virtuales de Física. Bogotá:
Ediciones Fundación Universidad Central.
Young, H. D., & Freedman, R. A. (2013). Física Universitaria (Décimo Tercera
ed., Vol. 1). México D.F.: Pearson Educación de México.
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Webgrafía
www.fismec/fisica/mru
http://www.fisicaconordenador.com
https://phet.colorado.edu/
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Para Reflexionar…
“Una bala de cañón que pesa 100 o 200 libras, o incluso más, no llegará al
suelo ni un palmo más lejos que una bala de Mosquete que pese sólo media
libra, siempre y cuando ambos se dejen caer desde una altura de 200 codos”
GALILEO GALILEI (1564 – 1642). Físico y astrónomo Italiano.
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