Informe laboratorio: Tiro parabólico

Objetivos generales:

El objetivo general es  asimilar los conceptos estudiados sobre tiro parabólico  y compararlos para comprender  mejor como predecimos estos sucesos.

Objetivos específicos:

Son aplicar los conocimientos estudiados en casos de la vida diaria, para entender como la física interactúa con la realidad.

Para ello experimentaremos con problemas que nos ocurren en el diario vivir y trabajaremos con ellos para resolverlos desde el punto de vista físico.

Base teórica

Conceptos

El movimiento de vuelo libre de un proyectil se estudia en términos de sus componentes rectangulares, dado que la aceleración del proyectil siempre actúa en dirección vertical. Para el análisis del movimiento se hacen dos suposiciones:

- La aceleración de caída libre (aceleración de la gravedad: g = 9.81 m/s  es constante en todo el intervalo de movimiento y está dirigida hacia abajo,

- El efecto de la resistencia del aire puede ignorarse, la única fuerza que actúa es el propio peso del proyectil.

Con estas suposiciones, encontramos que la curva que describe un proyectil, que se denomina trayectoria, siempre es una parábola.

La trayectoria se define en el plano x-y de manera que la velocidad inicial: v0 tenga componentes v0x y v0y en los respectivos ejes. Además, las componentes de la aceleración: ax = 0 y ay = -g.

Aplicando las ecuaciones cinemáticas en cada eje:

Movimiento horizontal.- Debido a que ax = 0, se tiene:

La componente horizontal de la velocidad permanece constante durante el movimiento.

Movimiento vertical.- debido a que el eje y positivo tiene dirección vertical hacia arriba, entonces ay = -g, esto nos conduce a las siguientes ecuaciones:

La última ecuación se puede formular eliminando el tiempo t en las dos primeras ecuaciones; por lo tanto, sólo dos de las tres ecuaciones anteriores son independientes entre sí.

  

Formulas:

Movimiento en el eje y

Movimiento en el eje x

Materiales:

1)   Manguera

2)   Ayudante

3)   Metro

4)   Una llave para abastecimiento de agua (pluma)

Procedimiento 1:

1)   Conecte la manguera a la llave de agua

2)   Mida 1 metro desde el piso de manera  vertical y sostenga la manguera de forma que apunte hacia el frente a un ángulo de 0º

3)  Pídale a su ayudante que abra la llave un numero de vueltas determinado (3 vueltas)

4)   Mida 3.75 m desde el lugar en donde esta la persona con la manguera

5)   Halle el la velocidad inicial, y el tiempo.

6)  Luego coloque la manguera a 2 metros de la horizontal del piso de la misma forma, y halle el tiempo,  máximo del agua

7)   Compare los datos  con los obtenido por medición

Montaje procedimiento 1

Procedimiento 2

1) Tome la manguera  y Acueste la sobre el piso formando un ángulo de con la horizontal del piso de 45º

2) Abra el control del agua el numero de vueltas que dio en el procedimiento 3 (3 vueltas)

3)  Ya teniendo la velocidad con que sale el agua halle el máximo recorrido del agua, y la altura máxima que alcanza el agua.

Montaje de procedimiento 2

Tabla de Datos – procedimiento 1
Distancia de la vertical (y)	Velocidad inicial	Tiempo	Alcance del agua (x)
Cuando vale 1m	8.33 m/seg	0.45 seg	3.75 m
Cuando vale 2m	8.33 m/seg	0.63 seg	5.2479m

Tabla de Datos – procedimiento 2
Angulo	Alcance (R)	Altura máxima (ymax)	velocidad
45º	7.0805m	3.54025 m	8.33 m/seg

Cálculos matemáticos

Procedimiento 1:

Cuando y= 2m

      

Procedimiento 2

                         

Conclusión

Queda como conclusión que utilizando las fórmulas de tiro parabólico y semiparabolico podemos predecir con gran exactitud fenómenos del mismo movimiento que ocurren en la vida diaria y que son muy útiles para muchos aspectos.

Bibliografía

· Física, Serway, Raymond A, edit. Interamericana, México (1985).

· Física, Resnick, Robert; Halliday, David; Krane, Kenneth S, edit. CECSA (1993)

· Física, Tipler, Paul A., edit. Reverté, Barcelona (1978).

· Physics, McCliment, Edward R., edit: Harcourt Brace Jovanovich, Publishers, San

Diego (1984) }

· Physics, Wolfson, Richard; Pasachoff, Jay M. . edit: Little, Brown and Company,

Boston (1987).

· Física I, Mecánica, Alonso, M y Finn E. J., Edit. Fondo Educativo Interamericano,

Bogotá (1976).

Código de programa en Turbo pascal para convertir un numero de decimal a binario. (Por linea de comando)

PROGRAM DEBI;

USES CRT;

VAR

A,B,X,Y,I,P:INTEGER;


BEGIN

CLRSCR;

       WRITELN ('ESCRIBA EL NUMERO QUE DESEA PASAR');
       WRITELN ('DE DECIMAL A BINARIO');
       READLN (A);

           IF A=1 THEN
               WRITELN ('1')
           ELSE
              BEGIN
                 IF A=2 THEN
                     WRITELN ('10')
           ELSE
              BEGIN
                  P:=0;

                  WHILE A<>0 DO

                        BEGIN
                         X:= A DIV 2;
                         Y:=A MOD 2;

                         FOR I:= P DOWNTO 1 DO

                              WRITE (Y);
                              P:=P+1;
                              A:=X;
                         END;
                  END;
        END;

END.

Informe laboratorio: Rapidez media y Velocidad media

Objetivos generales:

El objetivo general es asimilar los conceptos estudiados  (velocidad  media, rapidez  media, desplazamiento, distancia, trayectoria) y compararlos para comprender sus diferencias.

Objetivos específicos:

Aplicar los conocimientos estudiados en casos de la vida diaria, para entender como la física interactúa con la realidad.

Debemos hallar la rapidez media que hay en cada intervalo.

Base teórica - conceptos

Velocidad: variación de la posición de un cuerpo por unidad de tiempo. La velocidad es un vector, es decir, tiene módulo (magnitud), dirección y sentido. La magnitud de la velocidad, conocida también como rapidez o celeridad, se suele expresar como distancia recorrida por unidad de tiempo (normalmente, una hora o un segundo); se expresa, por ejemplo, en kilómetros por hora o metros por segundo. Cuando la velocidad es uniforme —constante— se puede determinar sencillamente dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo empleado.

Distancia: (Del lat. distantĭa). f. Espacio o intervalo de lugar o de tiempo que media entre dos cosas o sucesos.

Rapidez: (De rápido). f. Velocidad impetuosa o movimiento acelerado. || 2. Cualidad de rápido.

Desplazamiento: variación de la posición de un móvil. El desplazamiento es un vector cuyo origen es la posición del móvil en un instante de tiempo que se considera inicial, y cuyo extremo es la posición del móvil en un instante considerado final. Se representa por Δr y se expresa en metros.

El vector desplazamiento no depende de la trayectoria seguida por el móvil sino sólo de los puntos donde se encuentre en los instantes inicial y final. Así, si un móvil regresa al punto de partida, su desplazamiento será nulo aunque no lo sea el espacio recorrido. Si un móvil se desplaza en línea recta y sin cambiar el sentido de su movimiento, el módulo del vector desplazamiento coincide con el espacio recorrido.

Trayectoria: lugar geométrico de las sucesivas posiciones que un móvil va ocupando en el espacio.

La posición de un móvil se describe, respecto de un sistema de referencia elegido, mediante un vector de posición r. Este vector tiene su origen en el origen del sistema de referencia y su extremo en el móvil en cuestión. El extremo de este vector, variable con el tiempo, dibuja en el espacio la línea descrita por el móvil en su movimiento, y esta línea es la trayectoria. La forma de la trayectoria permite clasificar los movimientos en rectilíneos, si la trayectoria es una línea recta, y curvilíneos, si se trata de una curva. Estos últimos se pueden clasificar, a su vez, en circulares, parabólicos o elípticos, según sea la forma de la curva que describa la trayectoria.

La ecuación de la trayectoria es una relación que expresa una de las coordenadas de la posición del móvil en función del resto de las coordenadas.

Formulas:

 

Materiales:

1)   Cronometro

2)   Metro

3)   7 Conos

4)   Lápiz, hoja

5)   Ayudante 

Procedimiento:

1)   Coloque los conos respecto a la figura1 pero dejando la distancia que quieras entre  los conos.

2)    Mide la distancia que hay entre los conos y la distancia en línea recta que hay entre A y B. se tomara como referencia el punto A (punto inicial).

3)   Colócate en la mitad del punto A y B (para que tengas mejor visión de lo que vas a hacer)

4)   Tu ayudante hará 2 trayectorias desde el punto inicial A al punto B. La más corta del punto A al B, será la trayectoria A y la más larga será la trayectoria B.

5)   Dile a tu ayudante  que haga la trayectoria A y en cada cono registra su tiempo y anota los resultados en tu hoja de papel.

6)   Haz lo mismo con la trayectoria B y regístrale su tiempo.

7)   Al final debes tener el tiempo y la distancia en cada intervalo que hay entre cada cono para ambas trayectorias.

8)   Realiza una tabla de datos en donde vas a relacionar el tiempo y la velocidad en cada intervalo, obteniendo para cada intervalo su rapidez.

Tabla de Datos – trayectoria A
Intervalos	Distancia (en metros)	Tiempo	velocidad
A – A1	6 m	1.92 seg	3.125m/s
A1 – A2	16 m	5.37 seg	2.898m/s
A2 – B	20 m	9.23seg	1m/s
Total Trayectoria A	Dt = 42m	Tt = 16.52 min	2.542m/min

Tabla de Datos – trayectoria B
Intervalos	Distancia (en metros)	Tiempo	velocidad
A – B1	16 m	3.275 seg	4.89m/seg
B1 – B2	18 m	5.96 seg	0.743m/seg
B2 – B3	24 m	10.07 seg	1.459m/seg
B3 – B	20 m	9.23 seg	4.76m/seg
Total Trayectoria B	Dt =78 m	Tt = 28.53 min	2.73m/min

Cálculos matemáticos

Trayectoria A:

  

Total Trayectoria A

 

Trayectoria B

 

Total Trayectoria B

   

Velocidad del punto A al B

Dado que el movimiento es hacia el este su sentido es positivo d=30.9m       t=16.52min

 

Conclusión

Queda como conclusión que el desplazamiento, la trayectoria y la distancia son cosas totalmente diferentes, pero que se relacionan entre si, y que producen resultados diferentes al interactuar en función del tiempo, también concluimos que los resultados físicos, no son más que el análisis matemático de la realidad y que son en mayor parte comprobables con su respectivo experimento. 

Bibliografía

Biblioteca Microsoft Encarta 2006

Libro Instituto Bayonanza