caida libre y tiro parabolico
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
1/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
CUAUTITLAN. CAMPO 1.
EXPERIMENTO: CAIDA LIBRE Y TIRO PARABOLICO.
Equipo:
-Carretero er!e"o Da#i$- Se%u&$o 'er&(&$e) Ra*+- Vi+,i E,o/ar 0o 0a#ier
Materia: F2i,a.
3rupo: 4451. 6ioqu2!i,a Dia%&oti,a.
Aeor:
7&%e+ Rue$a 7&%e+e.
Ci,+o E,o+ar:
4819-II
Mar)o 4819
~ 1 ~
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
2/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
I&tro$u,,i;&El presente documento tiene como objetivo demostrar que dos objetos distintos
pueden caer al suelo al mismo tiempo realizando dos tipos de movimientos
diferentes: un objeto por caída libre, y el otro mediante tiro parabólico, de manera
teórica y experimental. Para ello, se grabó un video, y se analizó mediante el
programa rac!er, y en dic"o video se colocaron, a una altura de #.$ metros y en
la misma posición, dos pelotas con un peso aproximado de #%&.' g cada una.
Para realizar la prueba, ambas pelotas iniciaron su desplazamiento al mismo
tiempo (una se dejó caer y la otra se lanzó) y se procuró que la caída fuera en *l
mismo tiempo.
Ca2$a +i/re
+no de los casos ms comunes de aceleración constante es la aceleración debida
a la gravedad cerca de la superficie terrestre. -uando dejamos caer un objeto, su
velocidad inicial (el momento en el que se suelta) es cero. En un momento
posterior, mientras cae, tiene una velocidad distinta de cero. a "abido un cambio
de aceleración, y por tanto (por definición), una aceleración. Esta aceleración
debida a la gravedad (g) tiene una magnitud aproximada de /.0 m1s '. En la tabla a
continuación se comparan los valores de la aceleración de la gravedad
dependiendo del sistema de unidades utilizado:
abla #.2 3alor de la aceleración de la gravedad en el sistema 4.5.6., c.g.s. e ingl*s.
Site!a A,e+era,i;& $e +a %ra#e$a$4.5.6.
9.8 m
s2
c.g.s980
cm
s2
7ngl*s32.2
ft
s2
~ 2 ~
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
3/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
8os valores que damos aquí para g son aproximados (teóricos) porque la
aceleración de la gravedad varía un poco en los diferentes lugares, comoresultado de diferencias en la altura sobre el nivel del mar y en la densidad media
regional de masa en la ierra.
8a caída libre es un caso particular de movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado, en el que se supone que la resistencia del aire es despreciable y que la
aceleración es constante e igual a la aceleración de la gravedad (g). 6u módulo en
la superficie de la tierra es g=9.8m/ s2
, tiene por dirección la vertical y su
sentido es "acia la superficie de la tierra. -uando empleamos la expresión 9caída
libre no necesariamente nos referimos a un objeto que se "a dejado caer desde
una posición de reposo. +n objeto en caída libre es un objeto que se mueve sólo
bajo la influencia de la gravedad, cualquiera que "aya sido su movimiento inicial.
8os objetos que se lanzan "acia arriba o "acia abajo, así como los que se dejan
caer desde una posición de reposo se encuentran todos ellos en caída libre una
vez que se les suelta. En estas condiciones, todos los objetos tienen una
aceleración "acia abajo: la aceleración de caída libre (g).
-omo la aceleración se ejerce "acia abajo (a favor del desplazamiento del objeto),
siempre tomaremos el valor de g=9.8m/ s2
. En sentido opuesto, y ;nicamente
cuando un objeto se desplaza en oposición a la aceleración de la gravedad
(cuando un objeto es lanzado "acia arriba y antes de que alcance su altura
mxima) el valor ser de−g=−9.8m /s
2
.
8as ecuaciones que se utilizarn para el estudio de este tipo de movimiento son:
V f =V 0+g ∙t
~ 3 ~
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
4/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
t =V f −V 0
g
V f 2=V 0
2+2g ∙ h
h=V 0∙ t +
1
2g ∙ t
2
= 3elocidad inicial.
" = ?ltura o distancia.
-abe mencionar que cuando se dice que 9un objeto se deja caer la velocidad
inicial ser siempre igual a cero (3> = >). En cambio, cuando se informa que 9un
objeto se lanza la velocidad inicial ser siempre diferente a cero (3> @ >).
Tiro para/;+i,o
El tiro parabólico es el movimiento combinado del desplazamiento vertical y el
"orizontal, que se presentan en forma simultnea. El movimiento "orizontal se
produce con una velocidad constante, pues carece de aceleraciónA en cambio, el
movimiento vertical tiene una aceleración constante, debido a la acción de la
gravedad, y se dirige "acia abajo. Existen dos tipos de tiro parabólico:
~ 4 ~
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
5/12
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
6/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
V 0 y=V
0sinθ
V 0 x
=V 0cosθ
S x=V 0 x ∙ t
t =V y−V 0 y
g
h=V 0 y∙t + g t
2
2
• iro parabólico "orizontal
V f y=V 0+g ∙ t
V f y
2=V 0
2+2 g ∙h
h=V 0 y∙t +
1
2g ∙t
2
De!otra,i;& te;ri,a
?l llevarse a cabo en el experimento un tiro parabólico "orizontal, y como
mencionamos anteriormente, puede *ste considerarse que est compuesto de unmovimiento rectilíneo uniforme de avance "orizontal y un movimiento de caída
libre vertical. Entonces, al estar ambos objetos colocados a la misma altura, al
tener los dos una velocidad inicial igual a cero (por definición en ambos casos), y
al estar bajo el efecto de la gravedad de la misma forma, el tiempo en el que
~ 6 ~
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
7/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
recorren ambos objetos la misma distancia "asta tocar el suelo debería ser el
mismo:
Ca2$a +i/re
h=V 0∙ t +
g ∙t 2
2
=>):
t =
√
h∙2
g
6ustituyendo:
t =
√(1.5m)(2)
9.8 m
s2
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
8/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
=>):
t =
√
h∙2
g
6ustituyendo:
t =
√
(1.5m)(2)
9.8 m
s
2
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
9/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
~ 9 ~
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
10/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
~ 10 ~
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
11/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
?nalizando los datos experimentales nos percatamos de que en ambos
fenómenos, el impacto fue en el mismo tiempo, adems que muestra bastante
aproximación a los resultados esperados en el anlisis teórico, ya que la diferencia
entre uno y otro es de >.>#B cent*simas de segundo, esto lo atribuimos a la
fricción del viento y la masa de ambos objetos.
~ 11 ~
-
8/17/2019 Caida libre y tiro parabolico.
12/12
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN. CAMPO 1
TIRO PARABOLICO Y CAIDA LIBRE.
FISICA
6i/+io%ra=2a
• 6E?CD?, Caymond ('>>#). Física. Pearson Education, 4*xico.
• D786GH, Ierry ('>>%). Física. Pearson Education, 4*xico.
• ?H>/). Fisica +niversitaria (#'va Edition ed., 3ol. #, pp.
$%20M). 4exico, Pearson Education.
~ 12 ~