INFORME DE PRCTICA DE LABORATORIO

DC-LI-FR-002

Versin: 00

Fecha: 15-03-2015

Pgina de

FSICA I

2015- 1

CADA LIBRE Y TIRO PARABLICO

Por:

Bryan Alexis Beltrn Pea

Mayra Chaverra Murillo

Jos Alonso Olarte lzate

Institucin Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

Facultad de Arquitectura e Ingeniera

Correo-e: babeltran93@gmail.com,faber.gomez@gmail.com, katelotero_07@hotmail.com

Resumen: En el presente informe se da a conocer dos ejercicios experimentales y los resultados obtenidos de la prctica de laboratorio hecha dentro del desarrollo del curso cinemtica y dinmica newtoniana. El tema central de este trabajo es "cada libre y movimiento parablico donde se abarca el contenido se hace un anlisis y por ltimo se concluye.

Palabras claves: Movimiento, proyectil, parablico, cada libre, cinemtica

1. Introduccin

En la mecnica clsica encontramos muchas aplicaciones en cuanto a lo que tiene que ver con la trayectoria que describe un cuerpo, su posicin, velocidad, aceleracin, aun as, es de nuestra inquietud indagar para comprender y mirar ms all de la teora algunos de estos deportes tales como el futbol, el golf, el voleibol y otras situaciones tales como el chorro de agua que sale por la manguera que usan los bomberos para apagar incendios, una manzana que se deja caer desde un arbol son descritos por un movimiento denominado en fsica newtoniana como movimiento parablico y cada libre , en el presente informe tratamos de estudiar y corroborar de una manera practica la relacin que existe entre el ngulo respecto con la horizontal con el alcance horizontal mximo que alcanza el objeto una ves es disparado y luego contrarrestamos los resultados con lo obtenido a travs de las formulas tericas.

Los objetivos son:

Objetivos practica 1:

-Formular a travs de la toma de datos ecuaciones que representen el movimiento parablico y cada libre.

-Describir el movimiento de los cuerpos en cada libre y movimiento parabolico.

-Determinar el comportamiento de un cuerpo por cada libre y otro por tiro parablico.

2.Marco terico.

Isaac Newton

Fsico del siglo XVII, describi la ley de gravitacin universal. Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales, las que gobiernan el movimiento en la Tierra son las mismas que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes. Es, a menudo, calificado como el cientfico ms grande de todos los tiempos.

Newton describe la fuerza de gravedad como el fenmeno por el cual todos los objetos de una masa determinada se atraen entro ellos. Las teoras del cientfico Galileo Galilei fueron la base para los planteamientos de Newton. Galileo introdujo el concepto de inercia, que se define como una tendencia que posee todo cuerpo en movimiento a continuar con ese mismo movimiento.

La pequea ancdota de Isaac Newton es le cay una manzana en la cabeza mientras l se encontraba sentado bajo un rbol este curioso incidente lo llev a estudiar y descubrir lo que llamamos actualmente la ley de la gravedad. Isaac Newton sent las bases que serviran de referencia para muchos fsicos, matemticos y dems cientficos hasta la actualidad.

Imagen 1. Ancdota Newton

Cada libre

Rama de la aceleracin constante debido a la gravedad cerca de la superficie de la tierra. Cuando un objeto cae, su velocidad inicial es cero (en el momento en que es liberado), pero un tiempo despus durante la cada, tiene una velocidad que no es cero. Ha habido un cambio en la velocidad y por definicin, una aceleracin. La aceleracin debida a la gravedad (g) tiene un valor aproximadamente (magnitud) de

Aceleracin debida a la gravedad

Alguna vez se crey que los cuerpos pesados caan ms rpido que los cuerpos ms ligeros. Esto fue partes de la teora del movimiento de Aristteles. Es fcil observar que una moneda cae con mayor rapidez que una hoja de papel, cuando se deja caer simultneamente desde la misma altura.

Imagen 2. Cada libre

Tiro parablico

Un caso especial de tiro parablico en una dimensin ocurre cuando un objeto es proyectado verticalmente hacia arriba. Este caso lo tratamos en trminos de cada libre, despreciando la resistencia del aire. Por lo general, despreciamos la resistencia del aire y solo consideramos la aceleracin debida a la gravedad que acta sobre un proyectil.

Es sencillo analizar el tiro parablico si se usan los componentes vectoriales. Solo debemos fraccionar el movimiento y observar sus componentes unidimensionales individuales.

Imagen 3. Tiro Parablico

3. Materiales y Equipo

1 Equipo de prueba MRUA

1 Flexmetro

1 Bomba rellena de tierra

1 Esfera hueca

4. Datos

A continuacin se presentan los datos, donde se expresa claramente en la imagen 4 y 5 donde se obtuvieron las medidas para hallar el ngulo de cada uno de los movimientos donde la medida para las dos fue la misma, tambin se demuestran las magnitudes con respecto al eje y con el eje x

Imagen 4. Cada libre

Imagen 5. Tiro parablico

Tabla 1. Cada libre

Tiempo

1,04 seg

X mx.

0,72m

Y mx.

0,84 m

Angulo

Tabla 2. Movimiento parablico

Tiempo

X mx.

0,38 m + 2,1 m

Y

- 0,84 m

Angulo

Aceleracin

-g= -9,8

5. Ecuaciones

(1) (3)

(2)

(4)

(5)

6. Procedimiento

Con un equipo de prueba de MRUA en forma de rampa con una ubicacin asignada, se realizaron dos prcticas de movimientos de proyectiles que arroj varios resultados los cuales fueron tomados y analizados e interpretados , a continuacin se describe detalladamente cada proceso :

Cada libre

1.Se toma una mesa para poder lograr una altura adecuada para dejar caer el elemento.

2. Se determinan las medidas que nos permiten hallar el ngulo de proyeccin con la ecuacin de la ley del coseno.

3. El objeto a tirar es una esfera hueca

4. Adquisicin de las respectivas medidas pararealizar el procedimiento (distancia en ejexy en eje y)

5. Con registro de tiempo yfotogrfico se toma la evidencia de lacada.

6. Dejamos caer el elemento y observamos su lugar decada, tomando la distancia.

7. Se procede a analizar el comportamiento del objeto en grupo para describir sus resultados.

Tiro parablico

1. Se toma una mesa para poder lograr una altura adecuada.

2. Se determinan las medidas que nos permiten hallar el ngulo de proyeccin con la ecuacin de la ley del coseno.

3. El objeto utilizado es una bomba llena de tierra proyectada sobre la plataforma con dicha inclinacin y es lanzada con una cauchera.

4.Se Realizan las respectivas medidas de la mesa y de la altura y distancia (distancia ejexy eje y)

5. Conregistrode tiempo yfotogrficose toma evidencia de lacada.

6. Se procede a tomar la distancia delestiramiento de la cauchera y luego a lanzar la bomba tomando la distancia.

7. Se procede a analizar el comportamiento del objeto en grupo para describir sus resultados.

7. Resultados

Cada libre

se realiz una proporcionalidad para encontrar el tiempo de vuelo y el del lanzamiento, se tena la medida de de la catapulta y tambin la medida desde la mesa hasta donde cay la bola hueca. la medida de la catapulta era 0.38 metros y 0.34 fue la medida desde la mesa hasta el momento de la cada.

Tiempo de lanzamiento

despus de tener la proporcionalidad se multiplic por el tiempo de todo el recorrido y el resultado ser el tiempo de lanzamiento.

Tiempo de vuelo

teniendo el tiempo de lanzamiento y el tiempo de todo el recorrido se realiza la siguiente operacin para saber cuanto es el tiempo de vuelo.

se necesitaba sacar la velocidad final de lanzamiento as que con la frmula de velocidad se tom la medida de la tabla desde donde cae el objeto la cual midi 0.40m y se dividi por el tiempo de lanzamiento

Al obtener la velocidad final de lanzamiento se aplica la frmula para buscar velocidad final pero en cada libre, porque la que se acaba de encontrar como velocidad final del lanzamiento es nuestra velocidad inicial del momento de cada.

Tiro parablico

Datos

en este caso se volvi a realizar una proporcionalidad para obtener el tiempo de lanzamiento y por ende el de el vuelo.

Tiempo de lanzamiento

se multiplica el valor de la proporcionalidad con el tiempo de todo el recorrido.

Tiempo de vuelo

obteniendo el tiempo del lanzamiento se saco el de vuelo de la siguiente manera.

se aplic la siguiente frmula teniendo 0.25 metros como la distancia que tom la cauchera en la tabla y el 0.092 segundos el tiempo del lanzamiento.

se busc la velocidad en cada uno de los componentes en X y en Y aplicando las frmulas y

se buscaba la velocidad final en y para saber cual fue su velocidad al llegar a el suelo. se realiz un despeje de de la siguiente frmula.

para encontrar el tiempo de vuelo se realiz el d

Margen de error =(teorico*practco/teorico)*100

T de vuelo= -11,2288

Vy= -23,4287

8. Anlisis de Resultados

En los 2 ejercicios se puede observar que se sacaron unas proporcionalidades , de donde provienen ?, resultan de las variables que se toman del eje x y el eje y donde hay una variacin directa de tal manera que Y= K*X donde K= Y/X

Como se pudo observar el margen de error fue bajo al haber demasiadas inconsistencias en los materiales que se usaron en la prctica, tambin se pudo haber realizado varios tiros y anotar esos diferentes datos para establecer una grfica con distancias y periodos diferentes donde se pudo haber hallado un promedio y sacar una velocidad ms exacta .

9. Profundizacin

Ingeniera Ambiental y Fsica

El Ingeniero Ambiental , debe tener la capacidad para identificar, comprender y proponer alternativas de solucin a dificultades medioambientales, empleando conocimientos cientficos y tecnolgicos, buscando el desarrollo sostenible en beneficio del hombre, la sociedad y la naturaleza. Y es all donde la Fsica cumple un papel fundamental en ese aprendizaje de conocimientos cientficos y tcnicos que abren las puertas a el comprendimiento espacial y desde all generar metodologas que me ayuden a promover tcnicas de control operacional para mitigar, compensar o remover impactos ambientales.

La Fsica aplica en TODOS los fenmenos naturales. Un Ingeniero Ambiental debe conocer y aplicar conceptos fsicos para la realizacin de proyectos ambientales, debe interpretar los fenmenos de la naturaleza por medio de expresiones o modelos matemticos, fsicos y/o qumicos relacionados con el mbito ambiental.

Por ejemplo, el Ingeniero Ambiental aplica la Fsica para operar sistemas de tratamientos de aguas residuales, para sistemas de recoleccin y tratamiento de residuos, para hacer estudios de contaminacin, para otorgar licencias ambientales a las construcciones, entre muchas otras aplicaciones. Por eso, la fsica est considerada como una Ciencia Bsica para un Ingeniero Ambiental; Sino sabemos fsica, no somos Ingenieros, es as de simple

Alcance

Se trata de la distancia mxima en horizontal desde el punto de inicio del movimiento al punto en el que el cuerpo impacta el suelo. Una vez obtenido el tiempo de vuelo, simplemente sustituye en la ecuacin de la componente horizontal de la posicin.

10. Conclusiones

-Todos los elementos de laboratorio nos indican de forma de poder realizar la prctica de una manera que podamos entender didcticamente la cada libre y el tiro parablico.

-Este nos puede arrojar anlisis de resultados no precisos por el alto grado de error en los elementos utilizados, por lo cual se recomienda el uso de una plomada para obtener el valor en Y .

-Para hallar el margen error se nos present varias dificultades con el promedio puesto que en estas prcticas nos ensean a tener una mayor habilidad para utilizar los elementos de precisin los cuales nos hubieran arrojado datos ms exactos.

-La cada libre es familia del movimiento rectilneo uniformemente acelerado mientas que el tiro parablico es familiar del movimiento bidimensional curvilneo por lo cual senos dificulto diferenciar ambos movimiento respecto a frmulas y definiciones.

-Nosotros como ingenieros ambientales debemos conocer y aplicar conceptos fsicos para la realizacin de proyectos ambientales, debe interpretar los fenmenos de la naturaleza por medio de expresiones o modelos matemticos, fsicos y/o qumicos relacionados con el mbito ambiental.

11.Referencias- Cibergrafa.

R.A Serway, Fsica, tomo I , 4 edicin. McGraw Hill, 1997. Secciones 4.2 y 4.3.

Fsica, 6ta Edicin Jerry D. Wilson, Anthony J. Buffa y Bo Lou. (1996). Unidad 2.

Pagina web http://cadutalibera.webnode.com.co/un-poco-de-historia-sobre-isaac-newton/

http://es.scribd.com/doc/94534934/Ingenieria-Ambiental-y-Fisica#scribd