Informe 5 de Fisica i

UNIVERSIDAD NACIONAL

MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana De América)

LABORATORIO DE FÍSICA I

- TEMA: MOVIMIENTO VELOCIDAD Y ACELERACIÓN

- PROFESOR: DÍAZ SANDOVAL, ANDRÉS NÉSTOR

- ALUMNOS:

*CASTELO HUARANCA, JOSETH 15170205

*DURAND TAMARA, KENYO JUAN 15170013

*PALMA DIAZ, VICTOR MANUEL ALEXANDER 15200137

*PANIORA QUISPE DANNY 15190021

*SOTACURO TORRES, GUILLERMO FIDEL 15170202

- TURNO: 06:00 P.M. – 08:00 P.M.

Ciudad Universitaria, 05 de octubre de 2015

1. OBJETIVOS

Describir y entender el comportamiento del movimiento de un proyectil.

2. EQUIPOS Y MATERIALES

Rampa acanalada

Prensa

Regla de 1 m

Cinta adhesiva

Canica de acero

Plomada

Papel bond

Papel carbón

3. FUNDAMENTO TEÓRICO

Una de las aplicaciones más interesantes del movimiento curvilíneo bajo

aceleración constante es el movimiento de proyectiles, en este caso a=g, es la

aceleración de la gravedad. Escogiendo el plano X-Y como el plano que contiene

el movimiento, de modo que g=-gûy y el origen del sistema de coordenadas

coincida con ro.

EXPERIENCIA N°5

Fig 5.1

Entonces de la figura anterior se observa que:

Vo = ûxvox + ûyvy

Donde las componentes de la velocidad son:

Vox = Vo.Cosθ Voy = VoSenθ

Las coordenadas de posición en cualquier instante t>0, son:

x= Vox.t y = yo + voy.t – 𝑔𝑡2

2

La ecuación de la trayectoria del proyectil, es: y = yo + 𝑉𝑜𝑦

𝑉𝑜𝑥 -

𝑔

2𝑉𝑜𝑥2x2

Tiempo de vuelo (tv): tv = 2𝑉𝑜𝑆𝑒𝑛θ

𝑔

La máxima altura (H) viene dado por: H = (𝑉𝑜𝑠𝑒𝑛θ)2

2𝑔

El alcance R=OB viene dado por: R = 𝑉𝑜2𝑆𝑒𝑛2θ

𝑔

Además, podemos mencionar que el alcance es máximo cuando θ =45o

Cuando lanzamos un proyectil desde el borde de una rampa, este se ve obligado a caer por la acción de la gravedad pese a seguir desplazándose hacia delante, hasta tocar el suelo a cierta distancia del borde vertical de la rampa desde donde se lanzó (Figura 1).

En general, un proyectil describe una trayectoria característica llamada parabólica, cuyos parámetros dependen del ángulo de lanzamiento, de la aceleración debida a la gravedad en el lugar de la experiencia y de la velocidad inicial; con la que se lanza. La

ecuación de la trayectoria de un proyectil que es lanzado con una velocidad inicial Vo y bajo un ángulo θ es:

Y = (Tgθ) X – 𝑔x2

2𝑉𝑜.𝐶𝑜𝑠θ2X2

En la ecuación anterior es válida sí:

• El alcance es suficientemente pequeño como para despreciar la curvatura de la

tierra.

• La altura es suficientemente pequeña como para despreciar la variación de la

gravedad con la altura.

• La velocidad inicial del proyectil es suficientemente pequeña para despreciar

la resistencia del aire.

En el experimento se cumple que 𝜃=0

Luego:

222

x

ov

gy

4. PROCEDIMIENTO

Soporte Universal

Rampa

Vo

Fig. 5.3.

a) Monte el equipo, como muestra la Figura 5.3.

b) Coloque en el tablero la hoja a una altura Y de la rampa. Mida la altura

Y con una regla.

c) Coloque en el tablero la hoja de papel carbón sobre la hoja de papel

blanco.

d) Escoja un punto de la rampa acanalada. La bola se soltará desde ese

punto. Este punto deberá ser el mismo para todos los lanzamientos.

e) Suelte la bola de la rampa acanalada. El impacto de esta dejara una

marca sobre el papel blanco. Repita el paso 5 veces.

f) Mida a partir de la plomada la distancia X1 del primer impacto, luego la

distancia X2 del segundo impacto, etc. Tome el valor promedio de las

coordenadas de X de estos puntos.

g) Coloque el tablero a otra distancia Y de la rampa acanalada y repita los

pasos (e) y (f).

h) Repita el paso (g) 5 veces y complete la tabla 1.

Tabla 1

Y (cm)

X1

(cm) X2

(cm) X3

(cm) X4

(cm) X5

(cm) 𝑥

(cm) 𝑋2

(cm)

10 15.10 14.65 14.55 14.40 15.65 14.67 215.20

20 20.80 21.00 21.01 21.20 021.40 21.08 444.45

30 24.10 23.50 24.00 24.70 24.60 24.18 584.67

40 30.35 30.05 29.90 30.85 30.20 30.27 916.27

50 34.35 34.65 34.00 34.00 33.90 34.21 1170.32

60 37.30 37.00 37.70 37.40 36.90 37.26 1388.30

70 39.60 39.70 39.90 39.50 40.10 39.76 1580.86

5. CUESTIONARIO

1. Utilice los datos de la tabla 1.

2. , para graficar Y vs. X.

3. Utilice los datos de la tabla 1, para graficar Y vs. X2.

4. Considerando que la aceleración de la gravedad en Lima tiene un valor

promedio de 9.78 m/s2, determine la rapidez de la velocidad Vo con la cual la

bola pasa por el origen de coordenadas.

5. ¿En qué punto la bola chocará contra el suelo? ¿En qué tiempo?

6. Encuentre la ecuación de la trayectoria de la bola.

7. ¿Qué velocidad lleva la bola un instante antes de chocar contra el suelo?

8. ¿Cuál cree que han sido las posibles fuentes de error en su experimento?,

¿Qué precauciones tomaría usted para minimizar estos errores si tuviera que

repetir esta experiencia nuevamente?

6. CONCLUSIONES

En este experimento hemos podido notar que en el movimiento curvilíneo

la velocidad en general cambia tanto en dirección como en magnitud.

Se ha podido ver que el cuerpo se mueve bajo la acción de la fuerza de

gravedad de la tierra.

Cuando el cuerpo desciende la magnitud de su velocidad aumenta, el

movimiento es acelerado, la aceleración y la velocidad tienen la misma

dirección.