ACTIVIDADES PARA EL ESTUDIO DEL TIRO HORIZONTAL

ACTIVIDADES PARA EL ESTUDIO DEL TIRO HORIZONTAL
1) ESTUDIO TEÓRICO Y EXPERIMENTAL DE TIRO HORIZONTAL (en 1º Bachillerato, en el
tema de Cinemática)
A.1 Describid cualitativamente el movimiento de un objeto que se lanza
horizontalmente. Emitid hipótesis acerca de su trayectoria y plasmad las hipótesis
representando cualitativamente mediante cruces posiciones consecutivas (a intervalos
iguales de tiempo) sobre la trayectoria.
A.2 El hecho de que la trayectoria de un lanzamiento horizontal sea curvilínea introduce dificultades para
su estudio cuantitativo. Sugerid una posible estrategia para estudiar operativamente el movimiento,
salvando estas dificultades.
A.3 Plantead hipótesis acerca de las variables que pueden influir en el alcance de un lanzamiento
horizontal y algunos casos límite de fácil interpretación.
A.4 Usad la animación informática Modellus disponible en la página web
del Departamento de Física y Química de nuestro IES “Leonardo da
Vinci” para comprobar la influencia de varios factores en el tiro
horizontal.
A.5 Para facilitar el estudio del tiro horizontal Galileo propuso descomponerlo en sendas componentes
horizontal y vertical. Razonad, cómo deberían ser dichos movimientos teóricos horizontal y vertical.
A.6 Escribid las ecuaciones de los movimientos horizontal y vertical. Deducid la ecuación de la curva que
describiría, si fuera válida esta hipótesis, un lanzamiento horizontal. Obtened una expresión para el
alcance y otra para la velocidad de llegada al suelo.
A.7 Con objeto de comprobar empíricamente la posible validez de la hipótesis de Galileo, deducid una
posible relación entre las alturas y los alcances, para una velocidad determinada de lanzamiento.
A.8 Elaborad un diseño experimental adecuado para comprobar el cumplimiento de la relación obtenida
en la actividad anterior. Particularmente pensad: 1) Cómo conseguir una determinada velocidad de
lanzamiento. 2) Cómo conseguir alturas variables. 3) Cómo medir los correspondientes alcances.
A.9 Con el programa Modellus se pueden diseñar simulaciones de movimientos, cuyas ecuaciones se
conozcan. Pensad un diseño experimental que utilice Modellus y permita comprobar la hipótesis de
Galileo.
A.10 Realización en el laboratorio de los experimentos planteados en las
actividades A.6 y A.7, elaboración de la animación y comprobación de la
hipótesis de Galileo.
A.11 Un avión, que vuela a 180m de altura con una velocidad de 20m/s, deja caer un botellín de
propaganda. a) Escribid las ecuaciones del movimiento del avión y las del botellín. b) Calculad el tiempo
que tarda el botellín en caer al suelo. c) Dad la posición inicial y la posición final del avión y del botellín.
e) Dad la velocidad del botellín en el momento de impactar con el suelo.
2) CONTRIBUCIÓN DEL TIRO HORIZONTAL A LA SÍNTESIS NEWTONIANA (En 1º
Bachillerato en el tema de Dinámica y en 2º Bachillerato en el tema de Gravitación)
A.0 (Como parte de un cuestionario realizable al inicio del tema de Dinámica y/o del de gravitación)
Mencionad semejanzas y diferencias entre los siguientes movimientos: a) El movimiento de una persona
que se lanza desde un avión, volando a una cierta altura. b) El movimiento de un astronauta que sale a
realizar unos trabajos de su nave, en órbita alrededor de la Tierra.
A.1 Desde una cierta altura se lanza un objeto horizontalmente con velocidades crecientes. Para cada
posible lanzamiento, dibujad las fuerzas que se ejercen sobre el objeto
después de haber sido lanzado, escribid la expresión de su aceleración,
deducid cómo será el movimiento y dibujad la trayectoria. Manipulad,
después, una animación informática Modellus elaborada por el
Departamento que trata de mostrar, mediante el ejemplo del tiro
horizontal, la superación de la barrera Cielo-Tierra.
A.2 Calculad la aceleración del objeto de la actividad anterior suponiendo que se lanzó desde una altura
de: a) 10m; b) 100m; c) 1000m; d) 4000m.
A.3 Un caso especial, entre los planteado en las actividades anteriores, es el que se tiene cuando el objeto,
lanzado horizontalmente, llega a describir un movimiento circular y uniforme, como el de un satélite.
Usad la ley de gravitación y los principios de la Dinámica de Newton para deducir la expresión de la
velocidad del objeto en este caso.
A.4 Otro caso particular de especial interés es el que se tiene cuando se consigue alejar indefinidamente al
objeto. Se llama velocidad de escape a la velocidad mínima necesaria para conseguirlo. Definid con mayor
precisión la velocidad de escape y deducid una expresión para calcularla.
A.5 Manipulad una animación Modellus elaborada por el Departamento para
simular el lanzamiento de una nave a velocidad inferior, igual y superior a la
velocidad de escape.