Informe Movimiento Parabólico (velocidad constante) (catapulta) PDF

Preview

Summary

Informe...

Description

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: FACULTAD:Facultad de

a

CARRERA:

FECHA: 1

SEMESTRE:1

PARALELO: 1

020

GRUPO N. 4

PRÁCTICA N°.5

TEMA: Movimiento parabólico (velocidad constante) (catapulta) Objetivos 1. Verificar experimentalmente la teoría del movimiento en dos dimensiones. 2. Analizar la trayectoria de un móvil lanzado en un campo gravitacional terrestre con velocidad inicial constante. 3. Analizar el movimiento parabólico a partir del alcance y la altura máxima para diferentes ángulos de salida. Equipo de Experimentación

Figura 1. Movimiento Parabólico. Fislab

Dispositivo balístico. 𝐴 ± 1(°) Mesa de impacto. Esfera de acero. Papel bond. Regla 𝐴 ± 0,005 (𝑚)

1. 2. 3. 4. 5.

Fundamento Conceptual 

Campo gravitacional



Ecuaciones del movimiento de un cuerpo en el campo gravitacional terrestre, lanzado con un ángulo de salida diferente de cero. Ecuaciones del Movimiento Parabólico

Aceleración

Eje Horizontal 𝒎 𝒂𝒙 = 𝟎 𝒊 𝟐 𝒔 𝒎

Velocidad

𝒗𝒙 = 𝒗𝟎 ∙ 𝐜𝐨𝐬 𝜶 𝒊 ( ) 𝒔

Posición

𝒙 = 𝒗𝟎 ∙ 𝐜𝐨𝐬 𝜶 ∙ 𝒕 𝒊 (𝒎)



Alcance y altura máxima.

Eje Vertical 𝒎 𝒂𝒚 = −𝟗, 𝟖 𝒋 𝟐 𝒔 𝒗𝒚 = (𝒗𝟎 ∙ 𝐬𝐞𝐧 𝜶 − 𝟗, 𝟖𝒕) 𝒋

𝒎 𝒔

𝒚 = (𝒚𝟎 + 𝒗𝟎 ∙ 𝐬𝐞𝐧 𝜶 − 𝟒, 𝟗𝒕𝟐) 𝒋 𝒎

Procedimiento Para la práctica virtual en Fislab: 1. 2. 3. 4. 5.

Seleccionar Velocidad 2 Mover el dispositivo balístico, manteniendo presionado con el mouse. Colocar el dispositivo balístico en un ángulo 𝛼 = 20° con respecto a la horizontal. Seleccionar Lanzar En el papel que está sobre la mesa de impacto quedan registrados los alcances (A),observar en la cámara el valor que marca y registrar la medición en la tabla 1. 6. Repetir el procedimiento 3 y 4, para los ángulos (𝛼) de 30°, 40°, 45°, 50°, 60° y 70°. 7. Registrar todos los valores en la Tabla 1.

Registro de Datos Tabla 1. Movimiento parabólico: velocidad constante Angulo 𝑣0 𝐴 (°)

(𝑚/𝑠)

(𝑚)

20

3,41

0,755

30

3,41

0,990

40

3,41

1,135

45

3,41

1,160

50

3,41

1,150

60

3,41

0,990

70

3,41

0,745

Cuestionario 1. Graficar y analizar el diagrama: alcance en función de los ángulos de lanzamiento 𝑨 = 𝒇(𝜶) con los datos obtenidos en la Tabla 1 (valores experimentales)

2. Obtener los valores de alcance (A), para los ángulos que se detallan en el siguiente cuadro considerando el valor de la constante obtenida experimentalmente. 𝐾1 =

𝑣0 2 (3,41 𝑚⁄𝑠)2 = 1,185𝑚 = 9,81 𝑚⁄𝑠 2 𝑔

Tabla 2. Valores Calculados Ángulo de salida Alcance (K1) (10−2 𝑚) 𝛼 (°) 𝐴 = 𝐾1 𝑠𝑒𝑛2𝛼 0 0 5 0,206 10 0,405 15 0,593 20 0,762 25 0,908 30 1,026 35 1,114 40 1,167 45 1,185

50 55 60 65 70 75 80 85 90

1,167 1,114 1,026 0,908 0,762 0,593 0,405 0,206 0

3. Graficar y analizar el diagrama 𝑨 = 𝒇(𝜶), con los valores obtenidos en la tabla de la pregunta 2, comparar dicho diagrama con el obtenido a partir de datos experimentales, escribir una conclusión y la ecuación específica de estos diagramas.

En el movimiento de trayectoria parabólica, e l análisis de los dos diagramas comprende la proyección del movimiento tanto del eje horizontal como del eje vertical, en el primero el movimiento es rectilíneo uniforme, su velocidad no cambia; en el segundo el movimiento es rectilíneo uniformemente ace o se puede apreciar la tr e 75° y 90°. La función 0 017 , mientras que la del grafico teó 041 , se puede observar los valores experimentales presentan una variación de centésimas con respecto a los

valores teóricos., la variación de los últimos dos términos es justamente porque son hallados de manera empírica. 4. Resumir las comprobaciones alcanzadas en esta práctica respecto del movimiento de un cuerpo que describe una trayectoria parabólica. En el movimiento parabólico el cuerpo describe un movimiento en dos dimensiones: en el eje y, el movimiento disminuye su velocidad mientras sube y alcanza una altura máxima cuando 𝑣𝑦 = 0 𝑚⁄ 𝑠, a partir de ese momento su velocidad aumenta mientras cae. Por otro lado, la velocidad en el eje x permanece constante. Todos los ángulos con los que se trabaja son agudos. Los ángulos complementarios (que sumados dan 90°) tienen el mismo alcance horizontal, la trayectoria parabólica tiene su alcance máximo en 45°. Conclusiones 1. Los diagramas 𝐴 = f (α) [experimental] y [teórico] representan la trayectoria del movimiento parabólico con una v0 = 3,41 m⁄ s. El alcance máximo se obtiene con un ángulo de 45° y los ángulos complementarios llegan a la misma distancia horizontal. Se puede notar que los datos obtenidos en ambos gráficos son similares, el margen de error no es tan amplio porque la práctica es virtual. 2. En el movimiento horizontal del objeto es rectilíneo y uniforme ya que en esa dirección la acción de la gravedad es nula y consecuente, la aceleración también. Mientras que en el eje vertical sobre el objeto actúa la fuerza de gravedad que hace que el movimiento sea rectilíneo uniformemente acelerado, con la aceleración constante. 3. De manera general se puede concluir que el movimiento parabólico es el que realiza un cuerpo cuya trayectoria es una parábola, corresponde a la trayectoria ideal de un proyectil, además el cuerpo no tiene resistencia y está en un campo gravitatorio uniforme. El alcance máximo es la distancia horizontal que recorre un móvil y se halla con 𝑥 =

𝑣0 2 ∙ 𝑔

𝑠𝑒𝑛(2𝛼).

Bibliografía Barragán, A., Núñez, H. & Guillermo, H. (2014) Introducción a la Física (p.22) https://books.google.com.ec/books?id=venhBAAAQBAJ&pg=PA22&dq=campo+gravitacional &hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjs0LrAuc3qAhVBmeAKHfykBcsQ6AEwBHoECAQQAg Sánchez, C. (2002) El Significado de la física (p. 130) https://books.google.com.ec/books?id=TDumBNzJ1jwC&pg=PA130&dq=campo+gravitaciona l&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjs0LrAuc3qAhVBmeAKHfykBcsQ6AEwAXoECAEQAg Douglas,

C. (2006) Física (Vol.2 p.456) https://books.google.com.ec/books?id=xFQHVBPODm0C&pg=PA456&dq=campo+gravitacio nal&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwjs0LrAuc3qAhVBmeAKHfykBcsQ6AEwAHoECAIQAg...