INFORME LABORATORIO DE FISICA 1MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES

LUCY YESENIA CUARANCÓDIGO: 801327107

PRESENTADO A: PROF. JORGE ABEL CASTAÑEDA

UNIVERSIDAD DE CALDASABRIL 2015

1. INTRODUCCIÓN

El lanzamiento de proyectiles, como el caso de cuando se lanza un cañón, o se patea un balón a una cierta distancia, y situaciones similares, se puede observar una clase de movimiento, que se lo explica a través de la física; en los casos mencionados anteriormente se puede analizar el movimiento que desempeñan estos sistemas describiendo una parábola, para este laboratorio se tiene planteado estudiar el movimiento que se describe en estos lanzamientos y lo que influye para que esto ocurra, como también los factores que intervienen como puede ser las distancias, alturas, etc.

2. MARCO TEÓRICO

En lo concerniente al movimiento de los proyectiles cerca de la superficie terrestre, Aristóteles (384 a.c. en Estagira, Macedonia – 322 a.c. en Calcis Eubea, Grecia) sostenía que “una piedra permanece en reposo o se mueve en línea recta hacia el centro de la tierra a menos que se vea sometida a una fuerza exterior”.[1]

Cualquier objeto que sea lanzado en el aire con una velocidad inicial v0 de dirección arbitraria, se mueve describiendo una trayectoria curva en un plano. Si para esta forma común de movimiento se supone que:

a) la aceleración de gravedad es constante en todo el movimiento (aproximación válida para el caso en que el desplazamiento horizontal del cuerpo en movimiento sea pequeño comparado con el radio de la Tierra).

b) se desprecia el efecto de las moléculas de aire sobre el cuerpo (aproximación no muy buena para el caso en que la rapidez del cuerpo en movimiento sea alta), entonces a este tipo de movimiento se le llama movimiento de proyectil y se produce en dos dimensiones.

Entonces tomando como coordenadas el eje X y el eje Y, la trayectoria que realiza una partícula en este movimiento será el que se muestra a continuación.

Movimiento semiparabólico

Cuando un objeto es lanzado con cierta inclinación respecto a la horizontal y bajo la acción solamente de la fuerza gravitatoria su trayectoria se mantiene en el plano vertical y es parabólica. Para facilitar el estudio del movimiento de un proyectil, frecuentemente este se descompone en las direcciones horizontal y vertical. En la dirección horizontal el movimiento del proyectil es rectilíneo y uniforme ya que en esa dirección la acción de la gravedad es nula y consecuente, la aceleración también lo es. En la dirección vertical, sobre el proyectil actúa la fuerza de gravedad que hace que el movimiento sea rectilíneo uniformemente acelerado, con aceleración constante.[2]

En esta práctica las formulas a utilizar son las siguientes:

X=Vo∗t

Y=−12g t 2

Vo=√ −12g x2

g

3. OBJETIVOS 3.1. GENERAL

Desarrollar a través de una simulación experimental, la representación del comportamiento del movimiento en dos dimensiones

3.2. ESPECIFICO

Comprobar cual es la trayectoria realizada por una esfera lanzada desde un plano curvo a diferentes distancias.

4. MATERIALES

balin plano curvo soporte universal metro papel periódico papel carbón

5. PROCEDIMIENTO

Para esta práctica se tomara como proyectil el balín, y el procedimiento es el siguiente:

1. A una distancia, X= 0 y altura Y=0; se deja rodar el balín por el plano curvo de esta manera al llegar al final tocara la regla de aluminio donde está el papel periódico y el papel carbón y se tiene el primer dato.

2. Se realiza el mismo procedimiento anterior pero variando la distancia casa 5 cm, esto se repite hasta que al soltar el balín ya no haga contacto con el papel periódico.

3. Después, para la toma de datos los valores de X ya se tienen, y para los valores de Y simplemente se mide la altura de cada punto ya que este se marcó por cada impacto que el balín hizo en el papel periódico, para así tabular y realizar la gráfica de la trayectoria de este proyectil.

6. RESULTADOS

Grafica realizada con los datos obtenidos

X Y0 0

0,05 -0,010,1 -0,040,15 -0,0980,2 -0,1670,25 -0,2730,3 -0,3910,35 -0,5930,4 -0,727

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

Movimiento en dos dimensiones

Eje X= distancia en metros

Eje

Y= a

ltura

en

met

ros

Se observa claramente en la gráfica cual es la trayectoria que realiza el proyectil, los valores de la altura se toman negativos porque están hacia abajo respecto del punto de referencia, la gráfica es una parábola por lo cual su fórmula mejor representada será se la forma Y= ax2 + bx .

Ahora se calcula la velocidad inicial en cada una de las posiciones a diferentes distancias para esto empleara la siguiente formula:

Vo=√ −12g x2

g

X= m Vo0 0

0,05 0,0353553390,1 0,0707106780,15 0,1060660170,2 0,1414213560,25 0,1767766950,3 0,2121320340,35 0,2474873730,4 0,282842712

En esta práctica el movimiento no es parabólico completo, es un movimiento semiparabólico también conocido como movimiento de parábola (lanzamiento horizontal) porque se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y la caída libre de un cuerpo que está en reposo como es este caso el cuerpo es el balín ya que del reposo se deja rodar por el plano.

Si un proyectil es lanzado verticalmente desde cierta altura y con una velocidad inicial, su movimiento se descompone en dirección horizontal y vertical. En la dirección horizontal se realizaran los movimientos rectilíneo y vertical porque en este caso la acción de la gravedad en nula; y en la dirección vertical si actúa la fuerza de la gravedad por lo que habrá un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, es decir su aceleración es constante y como factores de resistencia al aire no se tienen en cuenta la única aceleración que se encontrara es la gravedad. Por lo que plantea que aceleración es igual a la gravedad con el signo negativo ya que el proyectil va cayendo respecto del punto de referencia.

7. CONCLUSIONES

1. La aceleración que sufre en Y es la que da la gravedad.

2. El objeto demorará en caer lo mismo que si solo hubiera sido soltado, y no lanzado con movimiento semi parabólico

3. Al momento de chocar contra el piso, el objeto habrá llegado con su máxima velocidad vertical.

8. BIBLIOGRAFÍA

[1].http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/11059/1864/2/531112C512_anexo.pdf

[2]. http://rsta.pucmm.edu.do/tutoriales/fisica/leccion6/6.1.htm

https://johnramirez2013.wordpress.com/movimiento-semiparabolico