MOVIMIENTO DE PROYECTILES INTRODUCCIÓN El

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATORIO DE MECÁNICA
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MOVIMIENTO DE PROYECTILES
INTRODUCCIÓN
El estudio del movimiento de proyectiles es importante para las fuerzas armadas y militares de todo país.
En la vida práctica y la ciencia es muy útil determinar las características del movimiento parabólico, sus
ecuaciones del movimiento y la predicción en cada momento de tiempo de la posición velocidad,
aceleración, alcance vertical u horizontal maximo, o el tiempo de vuelo de los proyectiles.
OBJETIVOS
Estudiar el movimiento de los proyectiles, hallar las ecuaciones del movimiento parabólico y encontrar la
velocidad inicial de salida de un proyectil.
MATERIALES
•
•
•
•
•
•
•
Mesa de madera.
Lanzador de proyectiles.
Juego de esferas.
Dos Fotoceldas.
Cinta métrica.
Papel carbon y bond, cinta pegante.
Papel milimetrado.
MONTAJE
Figura 1.
Laboratorio de Mecánica - Universidad de Pamplona
Escrito por: Heriberto Peña Pedraza
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1. Disponga el Lanzador de Proyectiles sobre la mesa horizontalmente a nivel de cero grados.
2. Sujete la base Lanzador de Proyectiles a la mesa, con una abrasadera en C.
PREINFORME
Consulte los conceptos de:
El movimiento de los proyectiles, busque las ecuaciones del movimiento parabólico y deducciones.
MARCO TEÓRICO
El movimiento de proyectiles se puede considerar como un moviento en un plano xy con velocidad
horizontal constante, pero con velocidad variable en el eje vertical.
Si se lanza un proyectil con una velocidad constante V0 formando un angulo ( con la horizontal, y
teniendo en cuenta que la aceleración de la gravedad es g, entonces tenemos las ecuaciones del
movimiento son:
ay = g
vy
= v0 sen(θ ) ± a y t
(1)
1
Y = Y0 + v0 y t ± a y t 2
2
PROCEDIMIENTO
1. Sobre una mesa plana realice el montaje de la figura 1, coloque el lanzador de proyectiles
horizontalmente formando un ángulo de cero gados.
2. Dispare el lanzador.
3. Mida cinco veces la velocidad de salida del proyectil en la segunda posición de velocidades del
lanzador colocando dos fotoceldas a una distancia fija S* la una de la otra y colocando el
cronómetro en el modo "pulse".
4. Repita la medición del tiempo tres veces, tome nota del ángulo, promedie el tiempo obtenido.
5. Con el tiempo promedio anterior calcule la velocidad del proyectil utilizando la ecuación ( ).
6. Retire las dos fotoceldas.
Mida la posición inicial (x0,y0) del proyectil a la salida del lanzador.
Coloque un blanco a una distancia "d" de la mesa (tabla con papel bond).
Negrée el proyectil con papel carbón.
Dispare el proyectil siempre en el segundo rango de velocidades. Mida la posición de la mancha
que deja el proyectil sobre el blanco es decir: la distancia horizontal recorrida Xi y la distancia de
caida vertical Yi del proyectil, realice estas medidas tres o más veces y promedie.
11. Repita los numerales 5 a 8 anteriores para seis nuevas posiciones posibles de "d".
12. Registre los datos obtenidos en la tabla de datos 1.
7.
8.
9.
10.
CÁLCULOS Y ANALISIS DE DATOS
1.
2.
3.
4.
Con los datos anteriores calcule la velocidad de salida del proyectil.
Grafique Yi versus Xi.
Halle los valores de Xi2 , llevelos a la tabla 1.
Grafique Yi versus Xi2.
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Escrito por: Heriberto Peña Pedraza
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5. Para cada valor de Yi calcule el tiempo de vuelo ti, conocido éste y Xi calcule la
velocidad del proyectil V0i.
6. Utilice la calculadora en el modo de regresión lineal y halle: la pendiente y el punto de corte, y
escriba la ecuación de la recta de aproximación.
7. Extrapole los datos y halle el tiempo de vuelo total.
8. Con los datos obtenidos para la pendiente halle la velocidad de salida del proyectil con ayuda de
la ecuación ( ).
9. Verifique los datos experimentales obtenidos de la velocidad del proyectil con los resultados
obtenidos por usted para el caso de la regresión lineal.
10. Exprese esto por medio de una diferencia porcentual, error relativo.
Xi
(cm)
Xi2 (cm 2)
Yi (cm)
Tabla 1.
ti (s)
0
1
2
3
4
5
6
7
S* =
t1 =
t2 =
V0 =
θ=
Resultados de la Regresión Lineal: m =
Ecuación de la recta:
V0i (cm/s)
t3 =
%Error
t1/2 =
b=
PREGUNTAS
1. ¿Hay otra manera de medir la velocidad del proyectil, para que usted pueda verificar sus resultados?.
2. ¿Qué fuentes de error están presentes en este experimento? ¿Qué tánto afectan a sus resultados
estos errores?
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA
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Escrito por: Heriberto Peña Pedraza