DIANA ARISTIZABAL

QUIEN INVENTO EL MOVIMIENTO PARABOLiCO

Pues no es un invento. Son movimientos que se presentan en la naturaleza que los fisicos han estudiado desde hace muchos siglos. El primero en estudiar el movimiento de los cuerpos desde un punto de vista formal y utilizando las matematicas para describirlos fue Galieo Galilei, al describir la caida libre, el movimiento del pendulo, asi como el movimiento en un plano inclinado.

En base a lo hecho por galileo la descripcion del movimiento ha ido evolucionando desde entonces, desde los avances hechos debido a la astronomia, es decir, la descripcion del movimiento de las estrellas en referencia a la tierra, las aportaciones de Brahe, Kepler y despues Newton.

Galileo Galilei biografia

(Pisa, actual Italia, 1564-Arcetri, id., 1642) Físico y astrónomo italiano. Fue el primogénito del florentino Vincenzo Galilei, músico por vocación aunque obligado a dedicarse al comercio para sobrevivir. En 1574 la familia se trasladó a Florencia, y Galileo fue enviado un tiempo –quizá como novicio– al monasterio de Santa Maria di Vallombrosa, hasta que, en 1581, su padre lo matriculó como estudiante de medicina en la Universidad de Pisa. Pero en 1585, tras haberse iniciado en las matemáticas fuera de las aulas, abandonó los estudios universitarios sin obtener ningún título, aunque sí había adquirido gusto por la filosofía y la literatura.

GALILEO GALILEI

En 1589 consiguió una plaza, mal remunerada, en el Estudio de Pisa. Allí escribió un texto sobre el movimiento, que mantuvo inédito, en el cual criticaba los puntos de vista de Aristóteles acerca de la caída libre de los graves y el movimiento de los proyectiles; una tradición apócrifa, pero muy divulgada, le atribuye haber ilustrado sus críticas con una serie de experimentos públicos realizados desde lo alto del Campanile de Pisa.

En 1592 pasó a ocupar una cátedra de matemáticas en Padua e inició un fructífero período de su vida científica: se ocupó de arquitectura militar y de topografía, realizó diversas invenciones mecánicas, reemprendió sus estudios sobre el movimiento y descubrió el isocronismo del péndulo. En 1599 se unió a la joven veneciana Marina Gamba, de quien se separó en 1610 tras haber tenido con ella dos hijas y un hijo.

En julio de 1609 visitó Venecia y tuvo noticia de la fabricación del anteojo, a cuyo perfeccionamiento se dedicó, y con el cual realizó las primeras observaciones de la Luna; descubrió también cuatro satélites de Júpiter y observó las fases de Venus, fenómeno que sólo podía explicarse si se aceptaba la hipótesis heliocéntrica de Copérnico. Galileo publicó sus descubrimientos en un breve texto, El mensajero sideral, que le dio fama en toda Europa y le valió la concesión de una cátedra honoraria en Pisa.

En 1611 viajó a Roma, donde el príncipe Federico Cesi lo hizo primer miembro de la Accademia dei Lincei, fundada por él, y luego patrocinó la publicación (1612) de las observaciones de Galileo sobre las manchas solares. Pero la profesión de copernicanismo contenida en el texto provocó una denuncia ante el Santo Oficio; en 1616, tras la inclusión en el Índice de libros prohibidos de la obra de Copérnico, Galileo fue advertido de que no debía exponer públicamente las tesis condenadas.

QUE ES EL MOVIMIENTO PARABOLICO

El movimiento parabólico completo se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y un lanzamiento vertical hacia arriba, que es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado hacia abajo (MRUA) por la acción de la gravedad.

En condiciones ideales de resistencia al avance nulo y campo gravitatorio uniforme, lo anterior implica que:

-Un cuerpo que se deja caer libremente y otro que es lanzado horizontalmente desde la misma altura tardan lo mismo en llegar al suelo.

-La independencia de la masa en la caída libre y el lanzamiento vertical es igual de válida en los movimientos parabólicos.

-Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba y otro parabólicamente completo que alcance la misma altura tarda lo mismo en caer.

-Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola.

EJEMPLOS MOVIMIENTOS PARABOLICO ECUACIONES

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 parabólica.

Ecuación de la posición

Partiendo de la ecuación que establece la velocidad del móvil con la relación al tiempo y de la definición de velocidad, la posición puede ser encontrada integrando la siguiente ecuación diferencial:

$\begin{cases} \mathbf{v} = \cfrac{d\mathbf{r}}{dt} = v_{0x}\mathbf{i}+(v_{0y}-gt)\mathbf{j} \\ \mathbf{r}(0) = x_0\mathbf{i}+y_0\mathbf{j} \end{cases}$

La integración es muy sencilla por tratarse de una ecuacion diferencial de primer orden y el resultado final es:

$\mathbf{r}(t) = (v_{0x} \; {t} + x_0)\, \mathbf{i} + \left ( - \frac{1}{2} g {t^2} + v_{0y} \; t+ y_0 \right) \, \mathbf{j}$

MOVIMIENTO PARABOLICO EJERCICIOS

4.2 TIRO PARABÓLICO

OBJETIVO:

Diferenciar el movimiento en dos dimensiones en el lanzamiento horizontal y en el tiro con ángulo.

Para todos los proyectiles lanzados con el mismo impulso, la altura máxima, el alcance horizontal y el tiempo están determinados por el ángulo desalida.

LANZAMIENTO CON ÁNGULO

La velocidad inicial del proyectil(Vo) tiene dos componentes (Vx y Voy) que se calculan con Vx = VoCosq y Voy = VoSenq.

Para cualquier instante del movimiento, la velocidad del proyectil tiene dos componentes (Vx y Vy). La posición también tiene las dos coordenadas (X, Y)

COMPONENTE VERTICAL

Verticalmente el movimiento es uniformemente acelerado. La única fuerza que actúa sobre el proyectil es la gravedad, por lo que la aceleración es g.

Para cualquier instante del movimiento la velocidad vertical (Vy) debe calcularse como si fuera lanzamiento vertical

COMPONENTE HORIZONTAL

Horizontalmente la velocidad es constante Vx = VoCosq y debe calcularse como si fuera movimiento rectilíneo uniforme.

Para todos los proyectiles lanzados con el mismo impulso, la altura máxima, el alcance horizontal y el tiempo están determinados por el ángulo de salida.

Al aumentar el ángulo, el alcance horizontal “X”, la altura máxima y el tiempo aumentan.

El alcance máximo se logra con el ángulo de 45°, Con el incremento del ángulo, aumenta la altura máxima y el tiempo.

Con ángulos mayores que 45° el alcance disminuye, pero la altura máxima y el tiempo siguen aumentando.

Incrementado mas el ángulo, el alcance sigue disminuyendo y la altura máxima y el tiempo continúan incrementándose.

En este tipo de movimiento siempre el primer paso es obtener la velocidad inicial en “x” y en “y .

EJEMPLO

Se patea un balón de fútbol con un ángulo de 37° con una velocidad de 20 m/s. Calcule:

a) La altura máxima.

b) El tiempo que permanece en el aire.

c) La distancia a la que llega al suelo.

d) La velocidad en X y Y del proyectil después de 1 seg de haber sido disparado

Datos

Ángulo = 37°	a) Ymax = ?	d) Vx =?
Vo = 20m/s	b) t total = ?	Vy = ?
g= -9.8 m/s^2	c) X = ?

Paso 1

Vox = Vo Cos a = 20 m/s Cos 37° = 15.97 m/s

Voy = Vo Se n a = 20 m/s Sen 37° = 12.03 m/s

Paso 2

Calcular el tiempo de altura máxima , donde Voy = 0

Por lo tanto : t = (Vfy - Voy) / g = (0 - 12.03 m/s) / 9.8 = 1.22.seg.

Paso 3

Calcular a) la altura máxima:

Ymax = Voy t + gt^2 / 2= 12.03 m/s ( 1.22s) + (( -9.8m/s^2 )(1.22s)^2) / 2 = 7.38m

Paso 4

Calcular b) el tiempo total . En este caso solo se multiplica el tiempo de altura máxima por 2, porque sabemos que la trayectoria en este caso es simétrica y tarda el doble de tiempo en caer el proyectil de lo que tarda en alcanzar la altura máxima.

T total = tmax (2) = 1.22s (2) = 2.44 s.

Paso 5

Calcular el alcance máximo, para lo cual usaremos esta formula:

X = Vx t total = 15.97 m/s ( 2.44s) = 38.96 m.

Paso 6

Vfy = gt + Voy = (- 9.8) ( 1seg.) + 12.03 m/s = 2.23 m/s

Vfx = 15.97 m/s ,ya que esta es constante durante todo el movimiento.

EJERCICIOS DE MOVIMIENTO PARABOLICO RESUELTOS

EJERCICIO 1 .......

Tenemos una pelota que es lanzada horizontalmente desde la parte superior de un edificio de 40m de alto

.......... ........______________..☻
............ ......... ↑.. ........ ..... │..... ☻
............ ......... │.. ........ ..... │..... ...☻.
............ ......... │.. ........ ..... │........ ....☻
............ ......... │.. ........ ..... │...... ..... ...☻
............ ......... │.. ........ ..... │....... ..........☻
_.......... ......40 m.. ....... ..... │.......... .........☻..t
............ ......... │.. ........ ..... │.......... ...........☻
............ ......... │.. ........ ..... │......... .............☻.
............ ......... │.. ........ ..... │........... ............☻
............ ......... │.. ........ ..... │............. ...........☻
............ ......._ ↓.__________│_______________☻__
...... ............ ................ ......│←------- 80 m -----→│

Por ser un movimiento compuesto, formado por un MRU horizontal y un MRUV vertical, vamos a analizar el movimiento vertical para calcular el tiempo de caída............

MOVIMIENTO VERTICAL

DATOS
Velocidad inicial .......... ........ Vo = 0
altura de caída .......... ............h = 40m.
aceleración de caída ...... .. .....g = 10 m /s2
tiempo de caída ............ ........ t = ?

Para calcular el tiempo ( t ) aplicaremos :
................. h = Vo . t + 1/2 g . t*2

reemplazando valores :
.................40 = ( 0 ) + 1/2 ( 10 ) ( t*2 )
.................40 = 5 t*2
..... ........ ....8 = t*2

.............. ... t = 2,83 s ........ ............... ......................... RESPUESTA c )

EJERCICIO 2 ......

Cuando analizamos las diferentes fórmulas del movimiento parabólico, encontramos la siguiente expresión para el alcance horizontal ..........

............... ............Vo*2 . sen 2θ
........... ........e = --------------------
.................... .............. g

Luego, podemos decir que el alcance horizontal depende del ángulo de tiro, de la velocidad inicial y de la aceleración de la gravedad.

El ángulo de tiro es importantísimo y está comprobado que el máximo alcance horizontal se produce cuando θ = 45º ( 2θ = 90º ; sen 2θ = 1 )

La masa no interviene en este tipo de problemas......

Yo daría como respuesta probable la c), aunque también interviene la gravedad....... RESPUESTA

HECHO POR: DIANA LORENA ARISTIZABAL

GRADO: 1004

DIANA ARISTIZABAL

viernes, 8 de junio de 2012

Vídeo de 03 de Junio de 2011 | TripAdvisor™

martes, 29 de mayo de 2012