Universidad Católica de Honduras Nuestra Señora Reina de La Paz Campus Santiago Apóstol Danli

Guía de Laboratorio Virtual

ProyectilesOBJETIVOS

1. Verificar el cumplimiento de la teoría de movimiento de proyectiles sin fricción.2. Introducir cualitativamente el concepto de fricción y el efecto de misma sobre la

trayectoria de un proyectil.3. Introducir al estudiante en el estudio simulado de fenómenos físicos, como un

complemento en su proceso de aprendizaje.

INTRODUCCION

Cuando un cuerpo es lanzado sobre la superficie de un planeta, como la Tierra, su movimiento describe una trayectoria que tiene forma de parábola invertida. Por eso también encontrarás que se nombra a este movimiento como parabólico. La siguiente figura describe una trayectoria como esta:

En este tipo de movimiento, el cuerpo experimenta una aceleración constante, la gravedad, dirigida al centro del planeta. El valor de la gravedad terrestre tú ya la conoces y sabes que es aproximadamente igual a 9.8m/s2. Como esta aceleración actúa verticalmente sobre el objeto, solo produce cambios en las componentes verticales de sus velocidades a lo largo de su trayectoria, mientras que no produce cambios a las componentes horizontales. En consecuencia, el cuerpo experimentará un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA) en el eje Y, y un Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) en el eje horizontal X.

PROCEDIMIENTO

INICIO DE LABORATORIO

Para iniciar el laboratorio pídele a tu instructor que te cargue el programa con el que se realizan las simulaciones. Este programa es el que viene junto con tu libro de texto, de manera que podrás realizar el presente laboratorio en tu propia computadora para lo que tu instructor te ofrecerá, al final, la posibilidad de copiarlo a tu disquete.

Al haber cargado tu programa, la pantalla de tu estación de trabajo se mostrara así:

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

PARTE A: SIN FRICCION DEL AIRE

A) Asegúrate que la simulación este en el estado inicial, es decir, con la bola roja en la marca (0,0). De no ser así presione el comando Reiniciar.

B) Especifica una velocidad de lanzamiento de 10m/s y un ángulo de salida de 0.75 radianes en las cajas de texto correspondientes.

C) Inicia la simulación presionando el comando Arrancar. Notará que los valores de tiempo, posición y velocidad del proyectil cambian a medida que se desarrolla el movimiento.

D) Usando los comandos Parar, Uno Adelante y Uno Atrás determina las componentes de la velocidad y las coordenadas horizontal y vertical del proyectil en t = 0.230 seg. Anota tus resultados:

Vx: 7.317 m/s Vy: 4.561m/s x: 1.683m/s y:1.308m/s

E) Usando los comandos Parar, Uno Adelante y Uno Atrás determina la altura máxima que alcanza el proyectil y el tiempo que requiere. Anota tus resultados:

hmax: 2.369m , tmax: 0.700s

F) Usando los comandos Parar, Uno Adelante y Uno Atrás determina el alcance horizontal máximo que alcanza el proyectil y el tiempo de vuelo, así como las componentes de su velocidad en el punto de impacto. Anota tus resultados:

Rmax: m, tvuelo: 1.400 s,

Vx: 4.878 m/s , Vy: 3.353 m/s,

x: 10.227m, y: 0.004 m

PARTE B: CAMBIANDO LA POSICIÓN INICIAL DEL PROYECTIL

A) Asegúrate que la simulación este en el estado inicial, es decir, con la bola roja en la marca (0,0). De no ser así presione el comando Reiniciar.

B) Especifica una velocidad de lanzamiento de 5m/s y un ángulo de salida de 0.75 radianes y una altura inicial de 3.00m en las cajas de texto correspondientes.

C) Repite los pasos C) a F) y anota tus resultados:

Vx:3.65m/s, Vy:1.153 m/s,

x: 0.84 m, y:3.514 m,

hmax: 3.59m , tmax: 0.347 s,

Rmax: 4.41 m, tvuelo: 1.205s,

Vx: 3.43 m/s , Vy:4.200 m/s,

x: 4.41 m, y:0.017 m

PARTE C: CONSIDERANDO FRICCION DEL AIRE

A) Reinicia la simulación en las condiciones iniciales de la Parte A (Vinicial =10m/s, inicial = 0.75rad, Yinicial = 0 m)

B) Pídele a tu instructor que te fije la fricción del aire a Media.

C) Haz una corrida completa y toma los datos de al menos quince (15) parejas ordenadas de la posición (X, Y) del proyectil durante su trayectoria teniendo cuidado de incluir los extremos. Anota tus resultados en la siguiente tabla

Tabla #1:Coordenadas de trayectoria de proyectil

DESARROLLO TEORICO

Con los datos que tomaste en la Parte A realiza las siguientes tareas:

1) Con la teoría desarrollada durante tu clase con tu profesor, calcula la altura máxima, el tiempo en que es alcanzada, las componentes de la velocidad y las coordenadas de posición a los 0.230seg, el alcance máximo, el tiempo de vuelo y las componentes de la velocidad de impacto.

2) Compara tus resultados con los obtenidos durante la simulación y concluye.

3) Construye la ecuación de la trayectoria del proyectil y grafícala en papel milimetrado.

Con los datos que tomaste en la Parte C realiza las siguientes tareas:

1) Usa los datos de la Tabla #1 para construir la grafica de la trayectoria seguida por el proyectil cuando la fricción con el aire fue considerada.

# X (m) Y (m)1 0 02 0.604 0.5273 1.290 1.0304 1.662 1.2515 2.260 1.5196 3.148 1.6617 3.271 1.6518 3.543 1.5999 3.656 1.56410 3.828 1.49311 3.986 1.41012 4.140 1.30913 4.430 1.06214 5.020 0.27215 5.158 0.018

2) Compara esta grafica con la que construiste a partir de los datos de la Parte A (ecuación de trayectoria.) Concluye.