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Lanzamiento de Proyectiles: Análisis Experimental en la Universidad de Pamplona, Apuntes de Mecánica

Un informe de laboratorio de mecánica realizado por estudiantes de la universidad de pamplona, donde se analiza el movimiento parabólico de diferentes objetos lanzados a distintas alturas. Se detallan los conceptos clave, el procedimiento experimental, los resultados obtenidos y un análisis detallado de los mismos. Los estudiantes identifican los tipos de errores presentes y extraen conclusiones relevantes sobre la influencia de la masa de los objetos y la altura de lanzamiento en el comportamiento del movimiento parabólico. Este informe ofrece una valiosa oportunidad para comprender los principios fundamentales de la cinemática y la dinámica de los proyectiles, así como las habilidades de los estudiantes en la aplicación práctica de estos conceptos.

Tipo: Apuntes

2023/2024

Subido el 17/05/2024

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DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y GEOLOGÍA
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
DOCENTE: Físico P. David Leal Pérez
LANZAMIENTO DE PROYECTILES
Estupiñán Delgado Edwin Alexis, 1004806594, Ing. Eléctrica.
Melo Diaz Roger Hernando, 1004926073, Ing. industrial.
Rodríguez Ramirez Duban, 1090366709, Ing. Eléctrica.
Universidad de Pamplona
20 de octubre del 2021
RESUMEN
En este trabajo hacemos énfasis al informe de laboratorio de mecánica, en cual mostramos la efectiva
realización de cada uno de sus puntos, mediante la aplicación de conceptos y procedimientos propuestos
por el profesor. En este informe realizamos una consulta de conceptos para tener claro el significado de
cada término y así aplicarlos a cada punto; fue realizado mediante el aporte de cada compañero con su
respectivo punto asignado. Los resultados obtenidos fueron diferentes para cada uno de nosotros, debido
a que no disponíamos de los mismos objetos y usamos distintos por cada compañero, variando entre una
metra, un limón y una pelota para perros, los cuales, por no aplicar la misma fuerza, dieron parábolas
diferentes, refiriéndonos al tiempo y distancia a la que cayeron al piso; terminando así con las respectivas
conclusiones obtenidas al final del informe.
Palabras clave: Parábola, fuerza, diferente.
CONCEPTOS
Movimiento parabólico
Se le conoce como movimiento parabólico, tiro parabólico o tiro oblicuo al movimiento que es ejercido por un
objeto que realiza una trayectoria en parábola. Este es el resultado de la unión de dos movimientos, el movimiento
rectilíneo uniforme (M.R.U) en el eje horizontal y el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A)
en el eje vertical, que son realizados gracias a la gravedad dando como resultado lo ya dicho, una parábola.
Ejemplo de mi carrera (Ing. Eléctrica): Cuando un contratista eléctrico le lanza una herramienta de forma
parabólica a su compañero, para que este no se lastime al agarrarla.
Velocidad
La velocidad es una cantidad física que representa la relación entre el movimiento o la trayectoria de un objeto y
el tiempo que tarda en cambiar esa posición. Ingrese sus propiedades, módulo, longitud y dirección, porque es un
vector. En términos de velocidad, puede medir qué tan rápido se mueve un objeto del punto A al punto B. Además
de una cantidad física, esta cantidad se puede aplicar a otros contextos, como medir la velocidad de descarga
Archivos descargados de Internet. O la capacidad mental de una persona para responder a un estímulo en particular.
Ejemplo de mi carrera (Ing. Eléctrica): la velocidad a la que viaja la electricidad a través de los cables
Cinemática
La cinemática comprende una rama de la física que estudia el desplazamiento de los cuerpos en el espacio,
independientemente de las razones que lo generan. En el análisis de la cinemática los primeros en explicar el
desplazamiento fueron los astrónomos y filósofos griegos, los primeros escritos de la cinemática lo pudimos
encontrar hacia los años 1605 donde se menciona a Galileo Galilei por su identificado análisis del desplazamiento
de caída libre y esfera de planos inclinados.
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UNIVERSIDAD DE PAMPLONA DOCENTE: Físico P. David Leal Pérez LANZAMIENTO DE PROYECTILES Estupiñán Delgado Edwin Alexis, 1004806594, Ing. Eléctrica. Melo Diaz Roger Hernando, 1004926073, Ing. industrial. Rodríguez Ramirez Duban, 1090366709, Ing. Eléctrica. Universidad de Pamplona 20 de octubre del 2021 RESUMEN En este trabajo hacemos énfasis al informe de laboratorio de mecánica, en cual mostramos la efectiva realización de cada uno de sus puntos, mediante la aplicación de conceptos y procedimientos propuestos por el profesor. En este informe realizamos una consulta de conceptos para tener claro el significado de cada término y así aplicarlos a cada punto; fue realizado mediante el aporte de cada compañero con su respectivo punto asignado. Los resultados obtenidos fueron diferentes para cada uno de nosotros, debido a que no disponíamos de los mismos objetos y usamos distintos por cada compañero, variando entre una metra, un limón y una pelota para perros, los cuales, por no aplicar la misma fuerza, dieron parábolas diferentes, refiriéndonos al tiempo y distancia a la que cayeron al piso; terminando así con las respectivas conclusiones obtenidas al final del informe. Palabras clave: Parábola, fuerza, diferente. CONCEPTOS Movimiento parabólico Se le conoce como movimiento parabólico, tiro parabólico o tiro oblicuo al movimiento que es ejercido por un objeto que realiza una trayectoria en parábola. Este es el resultado de la unión de dos movimientos, el movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U) en el eje horizontal y el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A) en el eje vertical, que son realizados gracias a la gravedad dando como resultado lo ya dicho, una parábola. Ejemplo de mi carrera (Ing. Eléctrica): Cuando un contratista eléctrico le lanza una herramienta de forma parabólica a su compañero, para que este no se lastime al agarrarla. Velocidad La velocidad es una cantidad física que representa la relación entre el movimiento o la trayectoria de un objeto y el tiempo que tarda en cambiar esa posición. Ingrese sus propiedades, módulo, longitud y dirección, porque es un vector. En términos de velocidad, puede medir qué tan rápido se mueve un objeto del punto A al punto B. Además de una cantidad física, esta cantidad se puede aplicar a otros contextos, como medir la velocidad de descarga Archivos descargados de Internet. O la capacidad mental de una persona para responder a un estímulo en particular. Ejemplo de mi carrera (Ing. Eléctrica): la velocidad a la que viaja la electricidad a través de los cables Cinemática La cinemática comprende una rama de la física que estudia el desplazamiento de los cuerpos en el espacio, independientemente de las razones que lo generan. En el análisis de la cinemática los primeros en explicar el desplazamiento fueron los astrónomos y filósofos griegos, los primeros escritos de la cinemática lo pudimos encontrar hacia los años 1605 donde se menciona a Galileo Galilei por su identificado análisis del desplazamiento de caída libre y esfera de planos inclinados.

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA DOCENTE: Físico P. David Leal Pérez Ejemplo de mi carrera (ing. industrial): la posición en la que se puede encontrar un vehículo u objeto, el desplazamiento que realiza el objeto, la rotación que hace el objeto, la velocidad y la aceleración en la que el objeto llega a el punto de partida.

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA DOCENTE: Físico P. David Leal Pérez Fig.2 Materiales usados por el compañero Edwin Estupiñán Fig.3 Materiales usados por el compañero Duban Rodríguez Procedimiento:

  1. Primero que todo buscaremos las materias con los que vamos a realizar el laboratorio del día de hoy.
  2. Después de buscar los materiales, agarramos el objeto y lo impulsamos sobre la superficie que decidimos lanzarlo.
  3. Después de hacer los intentos y después de tomar los datos que estuvimos, procederemos a ingresarlos en la tabla que el docente nos indicó hacer.
  4. Después de ingresar los datos realizamos los promedios y hacemos la gráfica de tendencia.
  5. Después empezamos a hacer el análisis de las gráficas y comparar los resultados.
  6. Y finalizando hacemos las conclusiones donde se pueda apreciar los que pudimos obtener al hacer el laboratorio establecido.

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA DOCENTE: Físico P. David Leal Pérez Fig.4 Foto collage de los compañeros del grupo realizando el laboratorio RESULTADOS EXPERIMENTALES Estudiante: Edwin Alexis Estupiñan Delgado Altura H (m): 0,85m lanzamientos Tiempo de vuelo "𝒕" [s] Alcance máximo "𝒙" [m] ∆𝒕𝒑rom±𝜹𝒕 [𝒔] ∆𝒙𝒑rom±𝜹𝒙 [𝒑] 1 0, 72 s 0, 78 m 0, 708 ± 0, 125 0,8 ± 0, 165 2 0, 56 s 0, 64 m 3 0, 81 s 0, 97 m 4 0, 64 s 0, 73 m 5 0, 75 s 0, 87 m 6 0, 77 s 0, 81 m Tabla No.1. Medición del tiempo para una pelota en caída libre. Estudiante: Roger Hernando Melo Diaz Altura H (m): 1m lanzamientos Tiempo de vuelo "𝒕" [s] Alcance máximo "𝒙" [m] ∆𝒕𝒑rom±𝜹𝒕 [𝒔] ∆𝒙𝒑rom±𝜹𝒙 [𝒑] 1 0,55 0,35m 0.4266±0,17 0,405±0, 2 0,40 0,4m 3 0,45 0,38m 4 0,38 0,42m 5 0,40 0,45m 6 0,38 0,43m Tabla No.2. Medición del tiempo para un limón en caída libre.

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA DOCENTE: Físico P. David Leal Pérez ANÁLISIS DE RESULTADOS Tabla No.1 : Podemos dar cuenta que en la tabla del compañero Edwin Estupiñán utilizo una altura de 0,85 m y fue el que tuvo un mayor tiempo de vuelo, ya que el utilizo una pelota de plástico el cual no tiene un peso de mayor cantidad y la gravedad no ejerce una fuerza de gran cantidad sobre aquella. Tabla No.2 : en la tabla del compañero Roger Melo podemos dar cuenta que utilizo una altura de 1m y él tuvo un tiempo de vuelo muy mínimo a los demás compañeros, ya que el limón es un objeto de mayor peso que a los demás objetos utilizados por los compañeros, y al medir al tiempo fue muy preciso a el soltar el cronometro y darse cuenta del alcance máximo que alcanzaba a el momento que llegaba el objeto. Tabla No.3 : en la tabla del compañero Duban Rodríguez nos damos cuenta que el compañero tuvo una altura de 1,60m ya que él fue el de mayor altura que los demás y su tiempo fue muy preciso como a su altura y utilizo su medición. Análisis general : Los resultados obtenidos durante el ejercicio propuesto por el docente se ven reflejados en las tablas puestas anteriormente y se puede apreciar que en cada repeticiones el tiempo de vuelo del objeto no fueron los mismos ya que no teníamos una velocidad y una alcance máximo bien preciso en cada intento que hicimos al dejar que el objeto salga volando sobre la altura hallada y podemos dar cuenta que el tiempo que calculamos son parecidos, pero no nos dan algún tiempo exacto en los 6 intentos. PREGUNTAS DE CONTROL

  1. Calcule el tiempo de vuelo teórico con la ecuación 1 (registre este valor en la respuesta) y tome el tiempo de vuelo experimental como el tiempo de vuelo promedio de la tabla 1 y con estos datos calcule el error porcentual. (cada estudiante lo debe realizar) Resultados EDWIN ESTUPIÑAN
  • Teórico: 0, 379 sg
  • Experimental: 0,708 sg
  • Error %: 86,807% error Resultados Duban Rodríguez
  • Teórico: 0,571225 sg
  • Experimental: 0,496 sg
  • Error %: 13,169% error Resultados Roger Melo
  • Teórico: 0,451 sg
  • Experimental: 1,05 sg
  • Error %: 55,4% error
  1. Con el alcance máximo promedio y el tiempo de vuelo promedio de la tabla 1, calcule la velocidad de lanzamiento utilizando la ecuación 2. (cada estudiante lo debe realizar)

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA DOCENTE: Físico P. David Leal Pérez EDWIN

  • Vi: 2,11 m/sg DUBAN
  • Vi: 0,2953 m/sg ROGER
  • Vi: 1.05 m/sg
  1. Si el objeto se lanzara desde la misma altura y con la velocidad calculada en el inciso anterior, pero con un ángulo distinto de cero, ¿qué pasaría con el alcance máximo horizontal y con el tiempo de vuelo? (justifique su respuesta para varios ángulos) si tenemos una velocidad inicial de 50 m/s y queremos hallar el tiempo de vuelo que utilizo el objeto para llegar a una alcance máximo de 125 m , debemos saber que la podemos hallar de dos formas , la primera forma es que si queremos que el objeto no tenga una mayor cantidad de tiempo de vuelo lanzaríamos el objeto a unos 15º aproximadamente pero la otra forma seria lanzar el objeto a un angulo de 75º que también llegaría a la distancia máxima pero nos damos cuenta que el tiempo que duraría seria mayor a el anterior , en conclusión decimos que el alcance máximo aumenta si aumenta también la velocidad inicial y el tiempo de vuelo varia depende del angulo que nos dan , otro ejemplo seria el angulo de 30º y el angulo de 60º para un alcance de 225 m aproximadamente , también nos daría variedad a el tiempo de vuelo , ya que el tiempo de vuelo para el angulo de 60º seria mayor que a él de 30 º.
  2. ¿Qué tipos de error se manifestaron durante el laboratorio? (sea muy específico y descriptivo al dar su respuesta)
  • Presentamos errores humanos, debido ya que no siempre logramos lanzar el objeto a la misma siempre y por eso tuvimos esos márgenes de error.
  • También se presentó un error instrumental, al no tener un cronometro físico no pudimos tomar bien los datos y nos tocó usar uno virtual.

• Al momento de hacer los procesos matemáticos tuvimos errores al hacer las operaciones, esto

porque nos confundimos en los pasos para dar solución al problema propuesto. CONCLUSIONES

  • Observamos que, al tener objetos de diferente masa, es decir, desiguales, el tiempo entrecada caída para cada compañero fue diferente de forma considerable; por lo tanto, variaron muchos los resultados obtenidos.
  • Haciendo el experimento, deducimos que, para haber obtenido una parábola más exacta, debíamos aplicar la misma fuerza para cada intento hecho y de esta manera hacer que el objeto cayera al mismo punto donde cayó por primera vez.
  • Pudimos inferir de igual manera, que, si hubiéramos hecho el experimento desde una distancia más alta, podríamos haber obtenido resultados más precisos a la hora de calcular el tiempo con el cronometro.