el movimiento parabólico se puede interpretar como la superposición de dos movimientos rectilíneos ORTOGONALES INDEPENIENTES: un MU y un MUV.

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Enrique Padilla Piñeiro
hace 5 años
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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN FACULTAD DE CIENCIAS-ESCUELA DE FÍSICA MAESTRÍA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES CURSO: ENSEÑANZA DE LA FÍSICA MECÁNICA- PRÁCTICA # 5: MOVIMIENTO PARABÓLICO Dieg L. Aristizábal R. Prfesr asciad cn tenencia de carg, Escuela de Física de la Universidad Nacinal de Clmbia, Sede Medellín Marz de Temas Intrducción Mvimient parabólic de un cuerp sujet a la acción sól de su pes Experiment: Mvimient Parabólic Intrducción Se denmina mvimient parabólic al realizad pr un cuerp que describe una trayectria parabólica. El ejempl más cmún es el mvimient parabólic debid a la acción del camp gravitacinal terrestre, dnde si un cuerp es lanzad n verticalmente cerca de la superficie terrestre y se desprecia la resistencia del aire, describirá una trayectria parabólica. En general, la cndición fundamental que se debe cumplir para que un cuerp se mueva cn trayectria parabólica es que su aceleración a sea cnstante (en magnitud y dirección) y que su velcidad inicial V n sea ni paralela ni antiparalela a dicha aceleración. Pr ejempl, se pueden presentar mvimients parabólics de partículas cargadas en presencia de camps eléctrics cnstantes. el mvimient parabólic se puede interpretar cm la superpsición de ds mvimients rectilínes ORTOGONALES INDEPENIENTES: un MU y un MUV. Mvimient parabólic de un cuerp sujet a la acción sól de su pes En la Figura se ilustra un cuerp que se lanzó cn un ángul cn la hrizntal. El marc de referencia elegid es el pis y el sistema de crdenadas elegid también se bserva en la figura. Tmand las cndicines iniciales en t =0, en x: Vx 0 = V = V cs α y x 0 = x 0 en y: Vy 0 = V = V sen α y y0 = y 0 y se btienen las ecuacines básicas de la Tabla 1 (superpsición de MU en X cn MUV - caída libre - en Y). Es necesari antar que ls signs en ls términs de la derecha de estas ecuacines dependerán del sistema de crdenadas elegid: para el cas ilustrad en la Figura la aceleración de la gravedad es negativa.

2 Figura Tabla 1: Ecuacines generales del mvimient parabólic (debid a la fuera de gravedad: PESO) Mvimient Unifrme en X x = x + V t [1] Mvimient Unifrmemente Variad en Y ( caída libre 1 V = V - gt [3] y = y + Vy t - gt [] y y y y V = V - g y - y [4] Para tener en cuenta: Tiemp de vuel: Tiemp que dura el cuerp en el aire. Alcance: Distancia hrizntal que avanza el cuerp. El máxim alcance se lgra para lanzamients a 45. Altura máxima: Máxim valr de la psición en y. En ese punt la cmpnente vertical de la velcidad es cer (V y =0). Simulación 1 Se recmienda ver la simulación de SimulPhysics que ilustra la independencia de ls mvimients en dirección X y en dirección Y, ls cuales cmpnen el mvimient parabólic. Para acceder a ésta se hace clic en el ítem Mvimient Parabólic > Independencia de mvimients ilustrad en la Figura 3: se desplegará la ventana de la Figura 4.

3 Figura 3 Figura 4 Simulación Se recmienda ver la simulación de SimulPhysics que ilustra un mvimient parabólic al cual se le pueden cambiar ls parámetrs.

3 3 Figura 3 Figura 4 Simulación Se recmienda ver la simulación de SimulPhysics que ilustra un mvimient parabólic al cual se le pueden cambiar ls parámetrs. Para acceder a ésta se hace clic en el ítem Mvimient Parabólic > Ejempl de mvimient parabólic ilustrad en la Figura 5: se desplegará la ventana de la Figura 6.

4 Figura 5 Figura 6 Experiment: Mvimient Parabólic Objetiv general Estudiar el mvimient parabólic cm la superpsición de ds mvimients rtgnales independientes: un MU y un

4 4 Figura 5 Figura 6 Experiment: Mvimient Parabólic Objetiv general Estudiar el mvimient parabólic cm la superpsición de ds mvimients rtgnales independientes: un MU y un MUV ( caída libre ). Fundament teóric Marc de referencia y sistema de crdenadas. Mvimient Rectilíne Unifrme (MU). Mvimient Rectilíne Unifrmemente Variad (MUV): caída libre.

5 Trabaj práctic El mntaje para la realización de la práctica se ilustra en la Figura 7. En esta figura se bservan la dispsición de la rampa pr dnde se dejara rdar una esfera, la ubicación de la ftcmpuerta y la ubicación del papel carbón dnde se registrará la psición de llegada de la esfera. 5 Figura 7 Al dejar rdar la esfera pr la rampa, ésta interrumpirá el haz de luz de la ftcmpuerta y se desplegará en el snscpi virtual una señal cm la que se ilustra en la Figura 8: se debe asegurar que el haz sea interrumpid a nivel de la parte central de la esfera. Analizand esta señal, se pdrá btener el tiemp que se demró la esfera en pasar el haz a través de su diámetr; cn este dat y empleand la expresión [5] se puede calcular la velcidad media (que se cnsiderará instantánea) cn la que salió de la rampa la esfera y la cual crrespnderá a la velcidad inicial del mvimient parabólic (sl tiene cmpnente hrizntal).

6 d V = [5] τ en dnde d crrespnde al diámetr de la esfera. 6 Figura 8 Medir la altura H que hay desde el pis hasta el centr de masa de la esfera cuand ésta se encuentra en la psición más baja de la rampa y escribir el resultad en la Tabla. Dejar rdar la esfera sbre la rampa y en ésta señalar la psición de partida, y medir la distancia hrizntal D que avanzó la esfera en su mvimient parabólic (alcance). Escribir el resultad en la

7 Tabla. Repetir este prcedimient cuatr veces más, dejand rdar la esfera desde la misma psición sbre la rampa y terminar de llenar la Tabla. Tabla Esfera de diámetr: Altura: H (m) Alcance D (m) Tiemp (s) 7 Para analizar el mvimient parabólic tmar cm marc de referencia el labratri y cm sistema de crdenadas un en el que el rigen esté ubicad en la parte más baja de la rampa, el eje x rientad hacia la derecha y el eje y rientad hacia abaj. De esta frma las ecuacines cinemáticas crrespndientes, según las ecuacines de la Tabla 1 están expresadas en la Tabla 3. Mvimient Unifrme en X x = Vt [6] Tabla 3 Mvimient Unifrmemente Variad en Y ( caída libre 1 V = gt [8] y = gt [7] y V y = gy [9] Haciend x = D y y = H en las ecuacines [6] y [7] se btiene, g V = D [10] H Reemplazand el valr de H y el prmedi de ls valres de D (de la Tabla ) calcular cn la ecuación [10] el valr de V. Reprtar el prcentaje de errr si cm valr cnvencinalmente verdader de V se tma el que se btiene al emplear la expresión [5]: para el cálcul cn ésta última reemplazar el valr prmedi de de la Tabla. FIN.

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