practica 6 - Zuñiga de Santiago Luis Angel

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
 FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
 DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
SECCIÓN MECÁNICA ASIGNATURA: FÍSICA II / MECÁNICA CLÁSICA 
 
PRÁCTICA No. 7 
RELACIÓN ENTRE MOVIMIENTOS LINEAL Y ANGULAR
CONTENIDO PROGRAMÁTICO RELACIONADO
 UNIDAD I. CINEMATICA DE LA PARTICULA, TEMAS: 1.3,1.4,1.6,1.7
Grupo: 2251
	Nombre del Alumno
	No.de cuenta
	Nora Maricela Martinez Zandate
	
	Miguel Angel Mendez Juarez
	
	Luis Angel Zuñiga de Santiago
	318353533
	Concepto
	%
	Calificación
	1
	Examen Previo (Investigar y comprender)
	20
	
	2
	Aprender a Usar los equipos
	10
	
	3
	Trabajo en equipo
	10
	
	4
	Comparación y análisis de resultados
	30
	
	5
	Redacción y Presentación de reporte
	30
	
OBJETIVO GENERAL.
 El alumno será capaz de obtener el modelo experimental, del movimiento parabólico producido con el lanzamiento de una esfera plástica utilizando un dispositivo apropiado, mediante diez posiciones distintas de su movimiento y mediante la elaboración de la gráfica de su trayectoria, misma que comparará con la que obtendrá teóricamente 
OBJETIVOS PARTICULARES. 
• Producir el tiro parabólico mediante el lanzamiento de una esfera, con un ángulo y velocidad de salida adecuados, que permita producir una trayectoria dentro de los límites disponibles de la mesa de trabajo. 
• Recopilar los datos experimentales necesarios para elaborar en una hoja electrónica, la gráfica representativa del movimiento parabólico de la esfera lanzada. 
• Comparar la gráfica del movimiento parabólico obtenida mediante datos experimentales, con la que obtendrá aplicando la ecuación de la trayectoria teórica, para las mismas abscisas consideradas en la experimentación. 
• Evaluar los resultados experimentales obtenidos mediante el porcentaje de error entre las ordenadas obtenidas experimentalmente con respecto a los valores teóricos calculados de las mismas.
CUESTIONARIO INICIAL
1.Explica ¿en qué consiste un tiro parabólico? 
R=Es la composición de un movimiento uniforme y otro uniformemente acelerado resulta un movimiento cuya trayectoria es una parábola.
Un MRU horizontal de velocidad vx constante. Un MRUA vertical con velocidad inicial voy hacia 
2. Cita tres ejemplos de movimiento parabólico que hayas observado.
 R= Lanzamiento de un balón de basquetbol hacia la canasta. Un tiro libre en un partido de fútbol. En el juego angry birds se lanza un muñeco a partir de una resortera. Al sostener una manguera de agua, el agua sale con una velocidad lo que ocasiona un movimiento parabólico.
3. Explica entre qué límites puede variar el ángulo de disparo de un cuerpo con movimiento parabólico. 
R= El valor máximo de T se obtiene para θ=90º. Cuando el proyectil se lanza verticalmente hacia arriba, describiendo una trayectoria rectilínea a lo largo del eje Y.
4.¿Qué factores intervienen para que el movimiento parabólico experimental de un cuerpo tenga diferencias con el movimiento calculado teóricamente? 
R= La velocidad inicial, el ángulo de inclinación del lanzamiento, equipo y
materiales y la resistencia del aire.
Existe la trayectoria ideal y la trayectoria real cuando un cuerpo es lanzado de manera que describa una parábola, entonces la trayectoria ideal es la que se calcula en la teoría y la trayectoria real, la que se da en la práctica, y el factor que interviene en esto, es la resistencia del aire, es decir, en la teoría se considera despreciable, por lo tanto no se toma en cuenta para hacer el cálculo de la trayectoria, pero en la práctica sí existe esa resistencia y sí es importante, esa es la diferencia más importante, pues los materiales determinan la resistencia que sostendrá el aire contra el cuerpo en movimiento.
5. El tiro parabólico ¿es exclusivo para cuerpos que tengan a la partícula como modelo? Explica
R=Para el tiro parabólico no importa la masa, la forma ni el tamaño del objeto lanzado, solo su velocidad inicial y el ángulo con el que empieza el movimiento, es decir el tiro parabólico no es exclusivo de cuerpos que tengan a la partícula como modelo.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
1. Procedimiento de recopilación de datos experimentales.
El desarrollo de esta práctica se basa en la recopilación experimental de un conjunto suficiente de pares de coordenadas (x, y) de diferentes posiciones del proyectil para la misma velocidad y ángulo de disparo, con los cuales se hallará la gráfica de la trayectoria experimental y se efectuará la comparación con la gráfica de la trayectoria teórica obtenida con la ecuación (3) para las mismas abscisas experimentadas; así también se hallará el error relativo entre los valores de las ordenadas experimental y teóricas.
Para sistematizar la recopilación de pares de valores, realiza cuidadosamente el siguiente
procedimiento
1.1 Fija el dispositivo de disparo a la mesa de trabajo mediante una prensa de tornillo y coloca la mampara de impacto como se muestra en la figura 4, asegurando que éstos estén
alineados vertical y horizontalmente con la trayectoria.
1.2 Selecciona el ángulo de salida a 30° del proyectil para que la altura máxima alcanzada norebase la altura de la pantalla de impacto.
1.3 Selecciona la compresión del resorte que dispara el proyectil para que la longitud
máxima alcanzada por el mismo no rebase la longitud disponible en la mesa de trabajo.
Se recomienda colocar el proyectil en la primera posición que traba el resorte del cañón.
Velocidad de disparo (inicial)
1.4 Para las condiciones anteriores determina el valor de la velocidad de disparo, mediante
las coordenadas del punto de alcance máximo sobre el plano de la mesa de trabajo,mismas que deberás medir directamente colocando sobre la mesa en el punto de impacto, una hoja de papel carbón sobre una hoja blanca, para marcar dicho punto medido y hallar la velocidad inicial con la ecuación (5). Anótalo en la Tabla I.
Trayectoria del proyectil 
1.5 Coloca sobre la mampara de impacto una tira de papel carbón encima de una tira de papel blanco previamente unido, de tal manera que puedas observar los puntos de impacto que irás numerando cada uno, para definir la trayectoria del movimiento parabólico. 
1.6 Establece el intervalo de valores para las abscisas en las que medirás sus ordenadas correspondientes, dividiendo el alcance máximo horizontal sobre la mesa entre el número de puntos cuyas coordenadas indagarás en cada impacto. Se recomienda una equidistancia práctica de 15 centímetros. 
1.7 Marca en la mampara de impacto el nivel correspondiente al punto de disparo de la esfera. Este nivel será el nivel cero de referencia para medir a partir de éste las ordenadas de todos los puntos de impacto. 
1.8 Coloca la mampara de impacto en cada punto extremo del intervalo de las abscisas y efectúa tres disparos de la esfera sobre ella. 
1.9 Mide con el flexómetro en la pantalla de impacto, el valor de cada ordenada correspondiente a una abscisa, recordando siempre que el origen de coordenadas es el centro de masa de la esfera disparada. 
1.10 Vacía cada par de coordenadas en las columnas abscisa común “X”, y ordenada “Yexperimental”, de la tabla II, las cuales son tus datos duros de la experimentación. 
2. Procesamiento de datos experimentales. 
2.1 Tiempos de caída. 
2.2.1. Para sistematizar los cálculos se recomienda usar la Tabla II, así como efectuarlos mediante una hoja electrónica de cálculo, de preferencia Excel, llenando previamente dicha tabla con los datos duros obtenidos como resultado de su medición directa. 
2.2.2. Del cálculo en esta tabla II se obtendrán las gráficas de las trayectorias experimental y teórica del movimiento parabólico para un mismo ángulo de disparo y una misma velocidad de salida, así como el porcentaje de error para su ponderación
	Angulo
	Alcance Vertical
	Alcance horizontal
	Velocidad inicial (m/s)
	
	y
	x1
	x2
	x3
	x4
	Xm
	x5
	30
	0.26
	1.695
	1.715
	1.71
	1.706
	1.706
	4.34
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	(m)
	Ordenada Experimental 
	Ordenada
	Evento 
	x
	y1y2
	y3
	Medida ym
	yt
	1
	0
	31.8
	33.2
	33.8
	8.2
	0
	2
	0.2
	37.8
	37.9
	39
	12.9
	0.09
	3
	0.4
	41.5
	41.6
	43.3
	16.6
	0.16
	4
	0.6
	40.2
	42.8
	43.8
	17.8
	0.22
	5
	0.8
	39.3
	35.6
	35
	10.6
	0.25
	6
	1
	34.4
	29.9
	30.1
	5.1
	0.26
	7
	1.2
	28
	28
	21.2
	3
	0.25
	8
	1.4
	14.8
	12.2
	10.6
	-12.8
	0.22
	9
	1.6
	5.4
	4
	2.5
	-21
	0.16
	10
	1.8
	1
	2.4
	N/p
	-23.3
	0.09
	x
	Media ym
	0
	0
	0.2
	8.2
	0.4
	12.9
	0.6
	16.9
	0.8
	17.8
	1
	10.6
	1.2
	5.1
	1.4
	3
	1.6
	-12.8
	1.8
	-21
	2
	-23.3
	x
	yt
	0
	0
	0.2
	0.09
	0.4
	0.16
	0.6
	0.22
	0.8
	0.25
	1
	0.26
	1.2
	0.25
	1.4
	0.22
	1.6
	0.16
	1.8
	0.09
Cuestionario final
1.¿Fueron aceptables los porcentajes de error obtenidos entre las ordenadas experimental y teórica? Explica
R=No,fueron inconsistentes algunos porcentajes,posiblemente porque los disparos no se realizaron de la misma manera y había variaciones entre estos,notandose en mas en ciertos puntos al momento de realizar la gráfica.
2. Calcula teóricamente la altura máxima alcanzada y compárala con la obtenida experimentalmente. ¿Existe una diferencia importante entre dichos valores de altura máxima?
R=Si, sí existió una gran diferencia, teóricamente la altura máxima llegaba a 0.25 m, mientras que en la experimental esta altura llegó a 0.20m
3. Calcula el máximo alcance del tiro parabólico, al nivel del disparo y compáralo con el obtenido experimentalmente. ¿Existe una diferencia importante entre estos valores? Explica.
R= Sí, hay una diferencia notable, puesto que hay varios factores que inciden como un poco de cambio en el ángulo, la dirección o la fuerza con la que sale disparado el proyectil.
4. ¿Qué signo tendrían los valores de las ordenadas, si la velocidad de salida de la esfera tuviera un ángulo de cero grados? Explica por qué.
R=Si la velocidad de salida de la esfera tuviera un ángulo de cero grados, esto significa que se lanzaría directamente hacia arriba verticalmente. En este caso, el signo de las ordenadas dependería de la convención utilizada en el sistema de coordenadas.
Si se utiliza un sistema de coordenadas en el que el eje y apunta hacia arriba, entonces la posición de la esfera se representaría por valores positivos de la ordenada cuando la esfera se encuentra por encima del punto de lanzamiento. En este caso, a medida que la esfera sube en su trayectoria, los valores de las ordenadas serían cada vez mayores, y cuando la esfera llega a su punto más alto, la ordenada tendría su valor máximo positivo.
Por otro lado, si se utiliza un sistema de coordenadas en el que el eje y apunta hacia abajo, entonces la posición de la esfera se representaría por valores negativos de la ordenada cuando la esfera se encuentra por encima del punto de lanzamiento. En este caso, a medida que la esfera sube en su trayectoria, los valores de las ordenadas serían cada vez más negativos, y cuando la esfera llega a su punto más alto, la ordenada tendría su valor mínimo negativo.
5. Explica ¿Cómo influye la altura de disparo de la esfera lanzada en los resultados obtenidos
R=Cuando la altura de disparo es mayor, la trayectoria del objeto lanzado se asemeja a una parábola más amplia y baja. Esto se debe a que el objeto tiene más tiempo para caer, lo que significa que el tiempo total en el aire es mayor. Además, cuando el objeto se lanza desde una mayor altura, su velocidad inicial también será mayor debido a la fuerza de la gravedad, lo que puede aumentar la distancia que recorre antes de tocar el suelo.
Por otro lado, cuando la altura de disparo es menor, la trayectoria del objeto se asemeja a una parábola más estrecha y alta. Esto se debe a que el objeto no tiene tanto tiempo para caer y su velocidad inicial será menor. Además, el objeto tocará el suelo en un tiempo más corto, lo que significa que su alcance horizontal será menor en comparación con un objeto lanzado desde una altura mayor.
6. ¿Cómo obtendrías experimentalmente el tiempo que transcurre desde el disparo hasta la caída de la esfera sobre la mesa? 
R=Con un cronómetro,iniciando a contar al momento de jalar el gatillo hasta el impacto en la mesa.
7. ¿Qué ventaja o facilidad tendrías si la velocidad de salida de la esfera hubiera sido horizontal?
R= Al no efectuarse un movimiento vertical calcular la velocidad sería mas fácil pues no se ocuparan datos como el ángulo y la gravedad.
8. ¿Cuál es la mayor utilidad que hallaste en esta práctica?
R=Conocer los factores que intervienen en el tiro parabólico, pues este movimiento esta presente en varios aspectos de la vida cotidiana.
COMPARACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 
En los resultados obtenidos vemos que hubo un gran porcentaje de error, este error se vio dado por factores como la distancia y la variabilidad que se le dio al momento de lanzar el proyectil. El ángulo es directamente proporcional con la altura que el proyectil puede alcanzar 
CONCLUSIONES
Por medio de los resultado del trabajo se puede concluir que para que un movimiento parabólico se pueda realizar exitosamente, se debe de mantener un ambiente estable para lograr los resultados que realmente se están buscando, por lo que la ubicación y el estado de los elementos que se están utilizando juegan un papel muy importante pues estos afectan de forma evidente los resultados que se obtengan.