Laboratorio Virtual sobre el Movimiento de Proyectiles

Estudio en Laboratorio virtual del Movimiento de proyectiles
Para la realización de esta práctica virtual utilizaremos el applet que aparece en la dirección:
http://phet.colorado.edu/new/simulations/sims.php?sim=Projectile_Motion


© 2007 University of Colorado

Una vez en este site, presionar en Run Now. Cuando el applet se abra verán una figura en la que se ve un hombre, un cañón, una cinta de medición y un eje de coordenadas.

Ángulo de disparoEl ejercicio consiste en estudiar cómo varía el alcance del proyectil con el ángulo de disparo. Para ello fijarán algunos valores que aparecen en la ventana superior derecha. La primera opción de esta ventana dice User choice (selección del usuario, es decir, tu selección). Marquen esa opción. En la ventana de Inicial speed (velocidad inicial) coloquen el valor que consideren conveniente. Dejen en blanco el cuadro que indica resistencia del aire (air resistance). Para variar el ángulo de disparo ponen el cursor en el extremo del cañón y ubican el ángulo que quieran experimentar (aparecerá en la ventana angles). También pueden colocar un valor en la ventana que dice angles (degree). Realicen cinco disparos a diferentes ángulos manteniendo fija la velocidad. Anoten la distancia recorrida por el proyectil en cada caso. Esta distancia la pueden medir con la cinta métrica o tomar el dato directamente de la primera de las tres pequeñas ventanas de la parte superior del applet (range), Después de los cinco disparos cambien la velocidad y realicen 5 disparos más. Anotarán las distancias recorridas por el proyectil, como en el caso anterior. Hacer un gráfico donde se muestre cómo cambia la distancia recorrida por el proyectil vs. el ángulo de disparo. Serán dos curvas, una para cada velocidad escogida. ¿Podemos decir que hay un ángulo para el cual la distancia recorrida es máxima? ¿Podemos hablar de un ángulo para el cual el alcance del proyectil es máximo?

Movimiento en el eje y
Ahora el estudiante deberá comprobar que el movimiento en el eje ¨y¨ es con aceleración constante, en este caso será la aceleración de la gravedad. De las clases se sabe que cuando la aceleración es constante, el gráfico del espacio recorrido vs el tiempo transcurrido debe dar una parábola. El estudiante deberá obtener una parábola si se construye un gráfico de altura vs. tiempo. Para ello escoja una velocidad de 35 a 50 m/s y un ángulo alto (más de 60 grados) y realice un disparo. Si la trayectoria del proyectil se pierde en la pantalla, presione sobre la lupa con el signo – hasta que aparezca totalmente. La trayectoria del proyectil debe aparecer en azul con unas equis negras sobre ella. En cada punto donde haya una equis negra habrá transcurrido un segundo. Es decir que entre el disparo y la primera equis negra transcurrió un segundo. Entre la primera equis y la segunda transcurrió otro segundo y así sucesivamente. Con la cinta de medir, mida esas alturas. Fíjese que tanto la cinta de medir como el cañón tienen una equis roja que sirve para marcar la verticalidad y la horizontalidad con respecto a los ejes de coordenadas que aparecen en el applet (en el cañón). Para medir la altura la cinta tiene que estar perfectamente vertical. La altura 0 (cero) del cañón la obtienen desplazando hacia arriba o hacia abajo el cañón por la rueda. Hagan coincidir la línea horizontal del eje de coordenadas con la sombra del hombre y estará el cañón en altura 0. Tanteen varias combinaciones de velocidad inicial y ángulo hasta encontrar un disparo que tenga un tiempo de vuelo de más de 6 s y midan las alturas. Estas, con sus respectivos tiempos, les dará una gráfica de altura vs tiempo. Saquen sus conclusiones para el informe.

Este debe un título por cada aspecto estudiado. Se debe dar una explicación teórica de lo que se está estudiando en cada caso y llegar a alguna conclusión, que puede ser la ratificación de lo estudiado en clase. Los gráficos deben estar bien hechos, con las escalas de cada eje bien claras (unidades utilizadas, etc).
Cada pareja tendrá tanta independencia para escoger los valores con los que trabajar por lo que los informes no deben coincidir en ningún caso.

Nota: Para desplazar la cinta métrica. Arrastrarla con el Mouse presionando sobre la caja de la cinta. Para sacar más cinta de la caja, presionar sobre la punta de la cinta y arrastrarla con el Mouse. En esta misma posición, puede cambiar el ángulo de la cinta.