5 Movimiento de Los Proyectiles

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UUNIVERSIDAD DEL CAUCA DEPARTAMENTO DE FISICA
MOVIMIENTO DE LOS PROYECTILES
Práctica No: 16
OBJETIVOS:
1) Estudiar el movimiento de un proyectil lanzado casi horizontalmente y sobre el cual sólo actúa una fuerza: su peso.
2) Dar al estudiante la oportunidad de hacer una comparación cuantitativa entre las ecuaciones teóricas y los resultados experimentales. En el caso que se estudia las ecuaciones teóricas se derivan bajo la suposición de que los movimientos horizontal y vertical son independientes “Principio de independencia de los movimientos”.
3) Permitir que el estudiante se forme una mejor idea sobre los errores experimentales.
METODO: El proyectil será un balín de acero y se lanzará dejándolo rodar sobre una pista de aluminio curvada (ver esquema). El balín golpeará una escuadra de madera, que se puede colocar a diferentes distancias x del punto de lanzamiento. Para registrar el impacto se colocará una cinta de “papel blanco” sobre la regla vertical de la escuadra y sobre dicha cinta se colocará una cinta de papel carbón. Después de obtener los diferentes impactos, se analizarán los resultados y se sacarán las conclusiones del caso.
TEORIA: Despreciando el efecto de la resistencia del aire, la experiencia muestra que los proyectiles en caída libre están sometidos solamente a una aceleración vertical g dirigida hacia abajo. Por lo tanto, la ordenada y de un proyectil tendrá un
movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (g = constante), mientras que la abscisa x tendrá un movimiento rectilíneo uniforme (no hay aceleración).
Usted debe “REPASAR Y PREPARAR” muy bien la teoría sobre el movimiento de un plano, antes de ir al laboratorio de física; pues solo así podrá entender bien el experimento y completar el informe.
Se denomina “proyectil” a cualquier objeto al que se comunica una velocidad inicial y sigue después una trayectoria determinada por la fuerza gravitatoria que actúa sobre él y por la resistencia de rozamiento d la atmósfera.
Puesto que, en este caso idealizado, la única fuerza que actúa sobre un proyectil es su peso, y el mejor modo de estudiar el movimiento es referirlo a un sistema de coordenadas rectangulares.
MATERIAL:
1) Pista de aluminio curvada sobre pedestal de madera.
2) Balín de acero de ½”.
3) Escuadra de madera.
4) Cinta de papel.
5) Cinta de papel carbón.
6) Cinta scoth.
7) Metro metálico.
8) Plomada.
9) Nivel de burbuja. 10)Regla escala.
ESQUEMA:
PROCEDIMIENTO:
1) Use el nivel para determinar si la escuadra de madera es vertical. Si no lo es nivele el soporte de la pista de aluminio hasta obtener la verticalidad.
2) Asegúrese de que la tabla de soporte de la pista de aluminio sea perpendicular al borde de la mesa.
3) Sin colocar la cinta de papel, haga algunos ensayos que le permitan comprobar cual es la máxima distancia X a la cual el balín aun golpea la escuadra. Luego divida esta distancia en partes iguales.
4) Coloque la cinta de papel sobre el soporte y péguelo. Coloque también el papel carbón y péguelo sólo en la parte superior, así podrá levantarlo y observar como progresa su experimento.
5) Coloque el soporte prácticamente rozando el extremo de la pista de aluminio y deje rodar el balín varias veces. Para asegurarse de que siempre suelte el balín de la misma altura, use algún objeto plano y duro colocado contra el extremo superior de la pista y suelte siempre el balín presionándolo contra este objeto.
6) Mueva ahora el soporte al siguiente valor de X y déjelo rodar varias veces. Al principio unos cinco impactos pueden ser suficientes, puesto que sus puntos no quedarán muy dispersos; pero a medida que X aumente, aumente también el número de impactos a 10 ó 15.
7) Repita el procedimiento anterior hasta obtener los 10 o 12 valores. En la misma cinta y al lado de los impactos, anote el valor de X al cual corresponde el grupo de impactos.
8) Remueva el papel carbón y coloque el soporte sobre la mesa. Use como origen el primer punto (cuando el soporte está rozando la pista de aluminio) y mida los valores de Y. Como seguramente sus impactos no coincidirán, usted deberá estimar cual es el valor que podemos considerar como un buen promedio.
9) Tabule los valores de X e Y.
10) Elabore una gráfica de Y vs. X. Haga el análisis del caso.
11) Calcule ahora valores de Z = Y/X, para cada par de valores y tabúlelos. 12)Elabore una grafica de Z vs. X. Haga el análisis del caso.
13) ¿Qué puede comentar sobre el ángulo de lanzamiento?.
14) Revise los objetivos enunciados y diga en que medida se han logrado. 15)Cuáles son las principales causas de error de la presente experiencia.
RECUERDE	QUE	ESTÁ	MANEJANDO	UNA	INFORMACIÓN EXPERIMENTAL.
Preguntas:
1) Un bloque cae desde el tablero horizontal de una mesa de 1,20 metros de altura, sobre la cual desliza con velocidad de 3,6 m/s. Calcúlese: a) la distancia horizontal desde l mesa al punto en el cual el bloque golpea el suelo, b) las componentes horizontal y vertical de su velocidad cuando llega a este.
2) Un bombardero va volando con una velocidad horizontal de 386,25 Km/hora a una altura de 3048 metros hacia un punto que está directamente arriba de su blanco. Con qué ángulo de mira ф debe soltarse para que pegue en el blanco.