10 Física I Profesor: Airel Núñez R.
Práctica 8. Tiro Parabólico
Evaluación:
Grupo: 1D
Equipo: 09
Integrantes: Nombre Carlos Alberto Pérez Sánchez Ana Valeria Salgado García Luis Alfredo Morales Benítez Andrés Elimelec Ocampo Bahena
% Participación 100% 100% 100% 100%
Johan Valladares Villa
100%
Fecha: miércoles 21 de octubre de 2015
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Objetivo
Hallar experimentalmente la ecuación de la trayectoria de un proyectil lanzado al aire con una cierta rapidez y ángulo de disparo inicial que cae bajo el efecto de la gravedad. Comparar los resultados experimentales con el resultado propuesto por el modelo cinemático estudiado en clase. Desarrollar habilidad en el uso de las técnicas de graficación y linealización que permiten encontrar experimentalmente la ecuación que relaciona dos variables. En este caso las coordenadas (X, Y) de la trayectoria del proyectil que se lanza. Introducción
En esta practica veremos lo que seria el movimiento parabólico , aquí ocuparemos lo que serian los MRU y MRUA para ayudarnos y también como dice vamosa graficar las coordenadas x y de la trayectoria del proyectil , pondremos en practica el trabajo en equipo para trazar el movimiento parabólico . Preguntas de control
1. ¿A qué tipo de movimiento corresponde el tiro parabólico? R= El movimiento parabólico completo se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y un lanzamiento vertical hacia arriba, que es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado hacia abajo (MRUA) por la acción de la gravedad. 2. ¿Cuál es la aceleración en la dirección horizontal? ¿Y en la vertical? R=La partícula o cuerpo llegará a su alcance horizontal máximo cuando caiga al suelo, es decir, cuando y sea cero. Podemos calcular el alcance sin saber el tiempo que ha tardado en recorrer la parábola la partícula o conociéndolo. La aceleración solamente está presente en la componente vertical. El movimiento horizontal es uniforme mientras que sobre la componente y influye la aceleración de la gravedad, que hace que se frene el cuerpo (en el caso de que esté subiendo) hasta volver a acelerarse al descender y caer al suelo.
3. ¿Qué tipo de curva describe el cuerpo en el tiro parabólico? R=Movimiento parabólico completo: el cuerpo recorre una parábola completa, empezando y acabando en el suelo. Movimiento de media parábola: 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.
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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. Material Laboratorio Alumno Plano inclinado Cronómetro 2 Soportes universales 1 m de manguera transparente Transportador Cinta masking Cinta métrica o flexómetro Regla milimetrada Papel blanco y papel carbón 1 Bola de cristal o metálica que pueda rodar libremente por dentro de la manguera Procedimiento
Es nuestro objetivo en esta práctica determinar la ecuación de la trayectoria y = f(x) que sigue la partícula una vez abandona la manguera (con rapidez y ángulo de disparo fijos), cayendo bajo la influencia de la aceleración de la gravedad (g = 9,81 ± 0,10 m/s 2). Para ello vamos a soltar el balín desde el extremo superior de la pista (cuidando de guardar las mismas condiciones para cada tiro), según se describe abajo: 1. Se soltará el balín dejándolo rodar por la pista (Figura 1) y golpeará contra una regla de aluminio vertical que puede fijarse a diferentes distancias x del punto de lanzamiento (Nota: use la plomada para verificar si la regla de aluminio está en posición vertical, si no lo está, nivele el conjunto usando los tornillos laterales del soporte de madera). Para registrar el impacto del balín, se pegará la cinta de papel blanco sobre la regla de aluminio y, sobre ésta, la cinta de papel carbón. Pegue la cinta de papel sobre la regla de aluminio. Coloque el papel carbón pero sólo pegue la parte superior (así podrá levantarlo en cualquier momento para observar como progresa el experimento).
Fig. 1. Montaje experimental 3/6
2. Coloque la regla de aluminio en el primer par de agujeros, en la posición más cercana al extremo inferior de la pista. Deje rodar el balín varias veces (por ejemplo 3) desde el mismo sitio en la parte más alta del carril. Para asegurar esto, coloque algún objeto plano y duro (por ejemplo una credencial, una escuadra o regla pequeña) contra el extremo superior de la pista o carril, presione el balín suavemente contra este objeto y suéltelo. Procure no aplicar fuerzas que deformen el carril (¿por qué?). 3. Mueva la regla de aluminio a cada uno de los valores siguientes de x y repita en cada uno el procedimiento anterior. Use todos los valores posibles de x que le permita el dispositivo experimental. Sobre la cinta de papel blanco y al lado de cada grupo de impactos, marque el valor correspondiente de x. Tenga presente en la toma de datos de esta sección y de la siguiente Sección 4, el sistema coordenado de la Figura 1. 4. Remueva el papel carbón y coloque la cinta de papel blanco sobre la mesa. Ahora mida el valor de Y que corresponde a cada X respecto a un origen escogido sobre el primer punto (el que se obtuvo cuando la regla de aluminio rozaba la pista). Como seguramente los 3 impactos de cada grupo de puntos no coinciden, promedie para cada grupo los valores de Y correspondientes. Mida la coordenada Y de este “punto promedio”. Mida también la dispersión de los puntos, es decir, la distancia entre el punto más alto y el más bajo de cada uno de los grupos de puntos, llame 2∆Y a esta dispersión o rango. Consigne todos sus datos en la tabla provista para este fin (ver más adelante). 5. Tabule los valores de X, Y y ∆Y. Estime también un valor de la posible incertidumbre ∆X para cada valor de X y consígnelo en la tabla (justifique la razón del valor escogido). 6. Realice un gráfico de Y vs. X, trace sobre cada punto de la gráfica barras verticales y horizontales en forma de cruz encerrada ( ⊗) que representen las incertidumbres ∆Y y ∆X para cada punto, respectivamente. ¿Está de acuerd o el gráfico con el comportamiento que predice la teoría? 7. Realice ahora la gráfica de Z = Y/X vs. X, y de la línea recta aproximada que surge (Z = AX+B) deduzca la función Y = AX 2+BX correspondiente a la parábola experimental aproximada obtenida en la Sección 6. Esta es la ecuación cartesiana de la trayectoria del balín. Compare su resultado con el modelo teórico correspondiente asumiendo que hay ángulo inicial de lanzamiento, pequeño pero diferente de cero. Es decir, obtenga a partir de las ecuaciones = 0 + 2 y = 0 la siguiente ecuación teórica de la parábola =
+
2
2
2 . Luego compare esta última ecuación cuadrática teórica
con la ecuación cuadrática experimental que contiene los parámetros A y B.
Resultados Medida 1 2 3 4 5 6 7
X(m) 91.5 81.5 71.5 61.5 51.5 41.5 31.5
∆X(m) -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10
Y(m) 0 27.4 41.6 52.2 57.4 66 72.5
∆Y(m) 0 27.4 14.2 10.6 5.2 8.6 6.5 4/6
Z = Y/X 0 0.33 0.58 0.84 1.11 1.59 2.3
∆Z = ∆(Y/X) 0 -2.74 -1.42 -1.6 -0.52 -0.86 0,65-
8 9
21.5 11.5
-10 -10
83.4 84.5
10.9 1.1
3.8 7.3
-1.09 -0.11
Discusión Cuestionario
1. Enumere todas las causas que usted considera afectan el movimiento del balín al caer. Velocidad Gravedad Altura 2. ¿Qué supuestos se han asumido como verdaderos en esta práctica? MRU Y MRUA 3.
Encuentre el vector velocidad inicial y el ángulo de disparo, y estime sus incertidumbres.
4. ¿Qué modificaciones propondría al montaje o al procedimiento de este experimento, para que los resultados coincidan mejor con las predicciones de la teoría? (justifique su respuesta). Ninguna,con el experimento se puede dar una buena demostración del mru y mrua y se entiende claramente los factores que influyen en el resultado Conclusiones El experimento demuestra la relación entre las coordenadas X y Y ,mientras x disminuya y aumenta proporcionalmente tomando como referencia algún punto que de la trayectoria del proyectil lanzado. Referencias http://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/movimiento-parabolico
Título: Fisica I estática cinemática.
Editorial: Éxodo
Autor: Arnoldo kohler carrasco
Pág. consultada : Movimiento Rectilíneo pag 46, MRU pag47-49, MRUA Pag49-51
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