Informe De Movimiento Dos Dimensiones.docx

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA

Movimiento en dos dimensiones Contreras Negrette Oscar Alejandro, Cuellar Amador Valentina Zarick, Mejía Manjarrez María clara y Ruiz Coquies Edward Fabián, Lic. Carlos Montoya, grupo: d1, 03/04/2019 Resumen El presente laboratorio se basó en una práctica sobre el movimiento de caída libre, donde aprendimos las bases de este movimiento y experimentamos con un balín y la ayuda de Cassy lab, las variables y constantes que influyen en él y de qué forma lo hacen. Palabras claves Caída libre, gravedad, leyes de la cinemática rectilínea, velocidad, desplazamiento.

Abstract The present laboratory was based on a practice on the movement of free fall, where we learn the basis of this movement and experiment with a pellet and the help of Cassy Lab, the variables and constants that influence it and in what way they do it. Keywords Free fall, gravity, laws of the rectilinear kinematics, speed, displacement.

2.Fundamentos Teóricos

1. Introducción

Movimiento en dos dimensiones.

El presente trabajo del laboratorio de física trata sobre movimiento de caída libre. La caída libre es un caso particular del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, es cuando un cuerpo se le deja caer libremente.

El movimiento en dos dimensiones es aquel que se mueve tanto horizontalmente como verticalmente. Características del movimiento.

La caída libre no tiene en cuenta la resistencia del aire, a partir de esto todos los cuerpos caen con la misma aceleración sin tener en cuenta su tamaño, forma o composición. Esto sucede gracias a la gravedad la cual permite la caída del cuerpo, el valor de la gravedad en la tierra es de 9.8 m/s2

El movimiento en dos dimensiones se caracteriza por tener dos movimientos, uno en el eje X que es el movimiento rectilíneo uniforme y otro en el eje Y que es el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Movimiento rectilíneo uniforme.

Daremos una definición, sus fórmulas, se realizará una experiencia, se registrará los resultados y se llevara a cabo unos análisis y conclusiones acerca de los resultados que se obtendrán.

Es aquel cuya velocidad es constante y su trayectoria es una línea recta. Esto implica que: recorre espacios iguales en tiempos iguales

La experiencia a realizar se hará con el objetivo de obtener un mejor conocimiento acerca del tema a tratar y no tener dificultades al momento de desarrollar ejercicios acerca del tema.

Movimiento rectilíneo acelerado. Es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado cuando su trayectoria es una línea recta y su aceleración es constante y distinta de 0. Esto implica que la velocidad va aumentando o disminuyendo de manera uniforme.

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA Movimiento parabólico. Tiempo. Se denomina movimiento parabólico al movimiento realizado por cualquier objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.

El tiempo que tarda un cuerpo en recorrer una cierta distancia. Distancia recorrida. la distancia recorrida puede definirse como el espacio recorrido. Alcance. El alcance es la capacidad de cubrir una distancia o de alcanzar algo (llegar a juntarse con alguien o algo que va delante, o llegar a tocar o golpearlo). Altura máxima

Movimiento semiparabólico.

Altura Máxima, el único instante donde la velocidad es nula es cuando alcanza la altura máxima, si el objeto o móvil fue lanzado hacia arriba. Es el punto donde el objeto se detiene y comienza el descenso.

En un movimiento semiparabólico, cuando un objeto es lanzado con cierta inclinación respecto a la horizontal y bajo la acción solamente de la fuerza gravitatoria su trayectoria se mantiene en el plano vertical y es parabólico.

Las fórmulas a trabajar en el movimiento en dos dimensiones:

Gravedad. la gravedad es una fuerza física que la Tierra ejerce sobre todos los cuerpos hacia su centro. También se trata de la fuerza de atracción de los cuerpos en razón de su masa. La gravedad en la tierra es de G = 9.8 m/s^2 En caída libre g = -9.8 m/s^2 Tiro vertical g = +9.8 m/s^2 Velocidad. La velocidad es la magnitud física de carácter vectorial que relaciona el cambio de posición con el tiempo. Aceleración. La aceleración es una magnitud derivada vectorial que nos indica la variación de velocidad por unidad de tiempo.

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3.

Desarrollo experimental

4. Cálculos y Análisis de Resultados Analizando los datos obtenidos de la práctica, se observa que a medida que aumentamos el recorrido que realiza el balín, el tiempo que tarda en pasar el cuerpo por la barrera luminosa también aumenta y así mismo la velocidad media y la velocidad instantánea; lo que quiere decir que estas magnitudes presentan una relación directamente proporcional en el movimiento de caída libre. La gravedad, como sabemos es una constante, pero en nuestro experimento tuvo pequeñas variaciones, aunque sus valores no se alejaron tanto del valor teórico. La gráfica 1, S vs t se comporta como una curva ascendente ya que el tiempo de recorrido aumenta, si el recorrido es mayor. En la gráfica presentada no se puede identificar fácilmente la curva debido a que no se le hizo el ajuste correcto, en lugar de curva se ajustó como recta promedio, pero sus valores si corresponden a una curva. La gráfica 2, S vs. t2 observamos una recta con pendiente de 4,52m/s2, este valor indica la mitad de la gravedad, al igual que la gráfica 3, Vm vs t. Finalmente, analizando la gráfica g vs t, podemos observar muchos picos, como tenemos conocimiento la gravedad es una constante y se puede observar en su grafica teórica que es una recta paralela al eje X con valor de 9,8m/s2. En el caso de que el rango hubiese sido ampliado, la gráfica se asemejara a la real, pero se tomaron sus máximos y mínimos. Por otro lado, la gravedad varió un poco y podemos decir que esto se debe a errores en la práctica como el movimiento de la base, rozamiento con el aire, mal posicionamiento del sensor y la desviación del balín de su trayectoria que provoca que no pase por el centro del sensor.

Figura 1. Montaje para el movimiento en dos dimensiones Los equipos y materiales que se necesitaron para este experimento son: - Máquina de lanzamiento - Elevador - Regla metálica - Bandeja - Arena - Balín - Regla de madera - Base metálica Luego de verificar que el montaje del laboratorio esté igual al de la figura, comparando las conexiones de los cables, se procedió a configurar CASSY lab digitando las fórmulas, parámetros o constantes a usar en este laboratorio. Seguidamente, se inició la toma de muestras donde se empleó un balín que se coloca en la parte inferior de electroimán; primero hay que medir la distancia desde la parte inferior del balín hasta el punto donde está la luz roja de la horquilla según las indicaciones del y se inició la medición en CASSY lab.

Para la segunda muestra, se aumentó la distancia de la horquilla 10cm y se repitió el procedimiento. De la misma forma se tomaron las otras 5 muestras. Al final se obtuvieron del software las gráficas: s vs t, s vs t^2, Vm vs t, gvs t.

Figura 5. Grafica teórica S vs t

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5. Conclusiones

6. Bibliografía 1. http://fisica4toantoniosandoval.blogsp ot.com/2014/10/movimiento-endimensiones.html 2. https://www.fisicalab.com/apartado/m ru#contenidos 3. https://www.fisicalab.com/apartado/m rua-ecuaciones#contenidos 4. http://recursostic.educacion.es/descart es/web/materiales_didacticos/comp_ movimientos/parabolico.htm 5. https://sites.google.com/site/fisicafem /mecanica/movimiento-en-dosdimensiones/movimientosemiparabolico 6. https://www.significados.com/distanc ia/ 7.

Figura 6. Grafica teórica S vs. t2

Vm 6

5 4 3 2

1 0 0

0.5

1

1.5

Figura 7. Grafica teorica Vm vs t

g 12 9.8

9.8 9.8 9.8 9.8

10 8 6 4 2 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

Figura 8. Grafica teorica g vs t

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Hoja de evaluación 5 practica

Angulo

R alcance horizontal (m)

Velocidad inicial (m/s)

Altura máxima (m)

Vox (m/s)

Voy (m/s)

30°

45°

60° 1. Determine la velocidad inicial de un proyectil partir de la medición del alcance horizontal máximo y altura máxima.

Cuestionario 1.Si tu tuvieras la fuerza suficiente, para lanzar una piedra de una forma tal que esta saliera de la atmósfera terrestre, ¿Cuál sería la trayectoria que seguiría esta? Explique.

2. Presente todos los cálculos. También determine el tiempo de vuelo para cada uno de estos.

2.Un cazador se encuentra sobre una planicie y apunta con su rifle en forma horizontal, disparando a un objetivo, pero al mismo tiempo se le cae una bala del rifle hacia el suelo. ¿Cuál de las dos balas llegara primero al suelo? Explique.

3. Calcule a partir de Vo y el ángulo de tiro, las componentes horizontal y vertical de la velocidad inicial, para cada disparo del proyectil. 4. En los datos obtenidos experimentalmente que observas.

3.Porque crees tú que cambia la componente vertical de la velocidad de un proyectil mientras que la componente horizontal no cambia.

5. Que análisis podrías hacer de la velocidad inicial calculada. 6. Que análisis podrías hacer con respecto a los valores del alcance máximo y a la altura máxima obtenida para los diferentes ángulos.

4.Si se disparan dos proyectiles uno con un ángulo de 30° y otro con un ángulo 80°, y con la misma velocidad inicial, donde sería mayor A) la componente de la velocidad vertical. B) la componente de la velocidad horizontal. C) donde sería mayor el alcance. Explique

7. Que análisis podrías hacer para los diferentes valores de Vox y Voy obtenidos.

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA FACULTAD DE INGENIERÍA 5.Un tanque de guerra dispara un proyectil con un ángulo de 65° con respecto a la horizontal y este llega al suelo a cierta distancia. ¿para qué otro ángulo de disparo con la misma velocidad inicial caería este proyectil a la misma distancia? Explique.

c) 40,82m d) 1,41seg

6.En el tiro parabólico ¿Qué tipo de movimiento se tiene en cuenta en el eje de las X?

7.En el tiro parabólico ¿Qué tipo de movimiento se tiene en cuenta en el eje de las Y?

8. ¿Dónde es nula la velocidad en el eje de las Y?

9.Rsuelva los siguientes ejercicios 1.

Un cañón dispara una bala con una velocidad de 800km/hr, ¿Qué ángulo debe dársele al cañón para que la bala alcance un objetivo que está colocado a 4000m del cañón? Respuesta 26°

2.

un tanque de guerra forma un ángulo de 45° con su cañón de disparo, con la horizontal. Realiza sus disparos con una velocidad inicial de 20m/seg. A una distancia de 20m se encuentran un muro de 21m de altura. Calcule:

a)

la altura a la cual hace impacto la bala en el muro b) ¿Cuál sería la altura máxima que alcanzaría la bala? c) ¿Cuál sería el alcance máximo de la bala? d) ¿Cuál sería el tiempo entre el disparo y el impacto de la bala con el muro? Respuesta a) 9,75m b) 10,2m

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