informe nº 2 fisica

5/26/2018 Informe N 2 Fisica

1/11

Universidad Nacional Del ltiplanoFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL====================================================


2/11

MOVIMIENTO PARABOLICO DE UN PROYECTIL

I. OBJETIVOS

Comprobar las ecuaciones correspondientes almovimiento de un proyectil.

Determinar la relacin entre ngulo de disparo y alcancemximo.

Determinar la velocidad de lanzamiento. El alcancemximo horizontal y el tiempo de vuelo.

II. FUNDAMENTO TEORICO:Como la nica fuerza que acta sobre el proyectil es su propio peso,la segunda ley de Newton en forma de componentes rectangulares,indica que la componente horizontal de la aceleracin es nula, y lavertical est dirigida hacia abajo y es igual a la de la cada libre,entonces:

;

Se concluye que el movimiento puede definirse como unacombinacin de movimiento horizontal a velocidad constante ymovimiento vertical uniformemente acelerado.

2.1. Movimiento de un proyectil:

En este caso se lanza un objeto con cierto ngulo de elevacinrespecto a un plano horizontal de su referencia. La velocidad es

el punto de origen donde se inicia su recorrido estrepresentado por un vector (velocidad inicial).

Cuando un proyectil se dispara desde el piso cuya velocidadinicial forma un ngulo con el eje X positivo.

g

y=SEN

VoVx


3/11

Vy VH

Rx=COS

Las ecuaciones que descr iben so n:

Posicin:

( ) ; ()

Velocidad:

Tiempo total de vuelo:

A ltu ra mxima

Alc ance h orizontal mxim o:

()

Ecuacin de la trayector ia:

III. INSTRUMENTOS DE LABORATORIO

Una computadora Programa Data Studio instalado Interface Science Worshop Sistema lanzador de proyectiles (ME-6831) Accesorio para tiempo de vuelo(ME-6810) Adaptador para foto puerta(ME-6821) Esferas de acero y plstico


4/11

Papel carbn, papel bond Soporte con pinzas, cinta mtrica 2m

IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES

a) Verificar la conexin e instalacin de la interfase.b) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar crear

experimento.c) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y fotopuerta,

de la lista de sensores y efectuar la conexin usando los cables

para trasmisin de datos, de acuerdo a lo indicado por Data Studio.d) Efecte la configuracin del temporizador, para la fotopuerta

y el accesorio para el tiempo de vuelo, tal como se aprecia en lafigura

e) Adicione un medidor digital a los datos recogidos por eltemporizador, en el se registrara el tiempo de vuelo.

f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la bocadel lanzador de proyectiles

g) Efecte el montaje de dispositivos y accesorios t alcomo se muestra en la figura.

Primera actividad (determinacin de la velocidad inicial)


5/11

1. Verifique la elevacin angular del tubo lanzador.2. Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de plstico, en la

primera o segunda posicin de compresin del resorte segn sea elcaso.

3. Verificar la puntera, esta debe coincidir con la direccin del

accesorio para tiempo de vuelo.4 . Pu lsar e l botn in ic io .5. Tirar suavemente del cable que activa el disparador.6. Verificar el punto de alcance mximo correspondiente; de ser

necesario ajuste la distancia de ubicacin del accesorio para tiempo devuelo.

7. Anote el valor de ubicacin del accesorio para tiempo de vuelo.8. Vare la posicin angular aumentados cinco grados cada vez.9. Repita los procedimientos desde (a) hasta (g), para las medidas

angulares mostradas en las tablas (1)y(2) usando la esfera de plstico.

Se registraron los siguientes datos:

Angulo de tiro (Rad) Alcance mximopromedio(m)

Tiempo de vuelopromedio(s)

Velocidad Inicial(m/s)

0.087 (5) 0.38 0.0993 8.62

0.175 (10) 0.66 0.1662 9.43

0.262 (15) 0.98 0.2284 8.47

0.349 (20) 1.15 0.2984 8.62

0.436 (25) 1.29 0.3446 10.00

0.524 (30) 1.51 0.4071 8.62

0.611 (35) 1.62 0.4601 8.62

0.698 (40) 1.79 0.5408 11.11

0.785 (45) 1.80 0.5939 13.16

0.873 (50) 1.79 0.6508 10.20

V. CUESTIONARIO

7.-Se cumple el principio de independencia de movimiento, para lasesferas lanzadas?

Si, pues como indica este principio, Cuando se tiene un MovimientoCompuesto, es decir, aquel donde se superponen dos movimientos simples,CADA UNO DE ELLOS ACTA COMO SI EL OTRO NO EXISTIESE

a) De este modo, diremos que podemos tener dos movimientos rectilneosuniformes actuando en un determinado caso, como por ejemplo, cuando unbote que va a determinada velocidad va a cruzar un ro cuya corriente tiene

otra velocidad. Aqu podemos estudiar cada movimiento por separado y ellonos ayudar en su solucin.


6/11

b) Tambin hay movimiento compuesto cuando se lanza horizontalmente uncuerpo y ste empieza a caer, describiendo una trayectoria parablica.Podemos estudiar por separado la cada libre vertical (MRUA) y eldesplazamiento horizontal ( MRU) teniendo en cuenta que ambos movimientostienen en comn EL TIEMPO.

c) El movimiento compuesto tambin se presenta el lanzamiento de proyectiles.La trayectoria descrita por un proyectil es una curva especfica llamadaparbola. El tiro parablico se puede estudiar como resultado de lacomposicin de dos movimientos:

c.1. Un movimiento vertical, rectilneo uniformemente acelerado

c.2. Un movimiento horizontal, rectilneo uniforme. Estos dos movimientostienen en comn

EL TIEMPO : - El tiempo que tarda el mvil en recorrer la trayectoria parablicamostrada, es el mismo tiempo que tardara en recorrer horizontalmente ladistancia "e" .

8. Comparar los resultados del alcance horizontal obtenidos en la tabla (2)con los datos Vo y encontrados utilizando la ecuacin (7)

Calculemos el alcance horizontal mximo con la formula los resultadospara losdiez casos del experimento lo muestro en la siguiente tabla:Donde considero la

velocidad inicial igual a: 11

N NGULO ALCANCE MXIMO HORIZONTAL

1 5 0.230

2 10 0.023

3 15 0.214

4 20 0.124

5 25 0.316

6 30 0.810

7 35 0.218

8 40 0.618

9 45 0.201

10 50 0.294


7/11

9.Demostrar que un ngulo de 45 grados da el mximo alcance horizontal.

Ecuaciones del tiro parablico:

eje x:

x = vocos t vx = vocos

eje y

y = vo sen t - g t

vy = vosen- g t

x e y dan la posicin para cualquier instante t.

Cuando x= xmax = alcance tiene que ser y=0

Entonces: 0 = vosen t - g t

se descarta x=0 porque en efecto y=0 en l, pero es ellanzamiento, y constituyeuna solucin trivial. Luego, el t buscado es t>0 y se puede dividir miembro amiembro por l:

0 = vosen- g t /2

0 = 2 vosen- g t

t = 2 vosen / g

(es el tiempo que emplea el proyectil envolver a y=0, o sea en caer y lograr elmax x para un ngulo dado).

Reemplazamos en la expresin de x:

x = vocos t = vocos (2 vosen ) / g

x = vo (2 sencos) / gLo que est entre parntesis es una de las expresiones llamadas relacionestrigonomtricas fundamentales (o se deriva de una de ellas):

2 sencos= sen 2

entonces:

x = ( vosen 2 ) / g

que podemos llamar el alcance para un cierto ngulo :


8/11

A() = ( vo sen 2 ) / g

Dado que sen 2 variar entre -1 y +1 es obvio que el mximo corresponde a:sen 2 = 1 => 2 = 90

de donde finalmente =90/2 = 45 l.q.q.d.

11. Encontrar el ngulo de disparo para el cual, el alcance horizontal esigual a la mxima altura del proyectil.

Descomponiendo la velocidad inicial Vo sobre los ejes Xy:

Vox = Vocos

Voy = Vosen

luego las ecuaciones del tiro parablico descompuestas sobre los ejes XYquedaran:

Vx = Vocos ---------------> [1]

Vy = Vosen g t --------> [2]

x = Vocos t ----------------> [3]

y = Vosen t g t ----> [4]

En el alcance mximo y = 0, luego en [4] quedara:

0 = Vosent g t

g t = Vosen

t = 2 Vosen / g

sustituyendo este valor de t en [3]:

x =Vocos (2 Vosen / g)

x = Vo 2 sen cos / g

x = Vo sen (2) /g ----> Alcance mximo

En la altura mxima Vy = 0, luego [2] quedara:

0 = Voseng t

t = Vosen/ g

sustituyendo este valor de t en [4]:


9/11

y = Vo sen(Vo sen/g) g (Vo sen/g)

y = Vo sen/g -------> Altura mxima

Cuando la altura mxima sea igual al alcance mximo y = x:

Vo sen/g = Vo sen (2) /g

sen= 2 sencos

sen = 4 cos

tan = 4

= arctan(4) = 75,96

12 Cules son las fuerzas que actan sobre el proyectil despus dehaber sido lanzado?, muestre su respuesta en un diagrama.

14. Cmo se determinara la velocidad inicial de una bala si solo sedispone de una cinta mtrica?

Para hallar la velocidad inicial, se sabe que esta se descompone en dosfuerzas una horizontal y otra vertical, as tomando en cuenta la medidas deestas con la cinta mtrica, hallando una relacin se establecer un nguloinicial, el que deseamos obtener.

15. una rana salta con una rapidez de 2m/s con un angulo de 45 con lahorizontal. Cunto tiempo permanecer en el aire? Cul es su alcance?

Y Cul es la altura mxima de su salto?


10/11

16. Qu es y cmo se origina el efecto de desvo lateral de un proyectil?

La desviacin de un proyectil de su lnea de partida es debido a su girorotacional o por la fuerza del viento. El desvo lateral es un leve cambio detrayectoria lateralmente debido a diversos factores Estadsticamente, podemos

decir que los errores de ejecucin de los disparos estn compuestos de lasiguiente manera:-Un 40% por la fuerza del viento 20% errores de puntera-Otro 20% errores al pulsar el disparador, fundamentalmente por la inmovilidadde la mueca-El 20% a otros factores.

VI. CONCLUSIONES

Tericamente el proyectil debe seguir una trayectoria parablica dada por la

ecuacin. Dada las variables recogidas en la prctica pudimos establecer lavelocidad inicial del lanzamiento del baln y el ngulo en el cual fue lanzado.Por medio de los resultado del trabajo se puede concluir que para que unmovimiento parablico se pueda realizar exitosamente, se debe de mantenerun ambiente estable para lograr los resultados que realmente se estnbuscando, por lo que la ubicacin y el estado de los elementos que se estnutilizando entran a jugar un papel muy importante, y as, de esta forma,podremos obtener el resultado esperado. Que las condiciones del ambiente nose toman en cuenta para lograr un resultado estndar, de lo contrario se

dependera de un lugar y un tiempo especifico para lograr "los mismosresultados", lo cul es prcticamente casi imposible. 21

VII. BIBLIOGRAFA

- Guia De Laboratorio.

- R. A. Serway, FSICA, Tomo I, 4. Edicin. McGraw Hill, 1997.Secciones 4.2 y4.3.

- W. E. Gettys, F. J. Keller, M. J. Skove. FISICA Clsica y Moderna. McGraw

Hill, 1991. Secciones 4.2 y 4.3

-http://www.galeon.com/fisicaut/DiegoMoreno/fis1.htm

-http://www.monografias.com/trabajos35/movimiento-bidimensional/movimiento-bidimensional.shtml#concl 22
http://www.galeon.com/fisicaut/DiegoMoreno/fis1.htmhttp://www.galeon.com/fisicaut/DiegoMoreno/fis1.htmhttp://www.galeon.com/fisicaut/DiegoMoreno/fis1.htmhttp://www.galeon.com/fisicaut/DiegoMoreno/fis1.htm


11/11

informe nº 2 fisica

Documents