Otras carreras Experimento lanzamiento de proyectiles

[cristianoceli]

Hola tengo dudas con este experimento

Objetivos:
Al término del laboratorio el alumno deberá estar en condiciones de:
- Usando un plano inclinado medir en él tiempo de caida en función de la rapidez horizontal del cuerpo lanzado.
- Establecer una relación funcional entre el tiempo de caída y el valor de la velocidad horizontal del cuerpo que se lanza.


Problema a estudiar:
Medir las velocidades de lanzamiento de un cuerpo y el tiempo que éste tarda en caer por un plano inclinado.
Materiales:
- 1 cronómetro
- 1 huincha y 1 escuadra
- 4 a 6 maderas para inclinar mesa
- 1 trozo de madera de tope
- 1 trozo de papel
- 1 bolita
- 1 trozo de papel de calco
- 1 prensa
- 1 rampa para lanzar la bolita longitud
aprox. 30 cm
- 1 accesorios para sujetar la rampa de
lanzamiento de bolita.


Actividades:
En primer lugar, teniendo la mesa de trabajo nivelada, instale la rampa de lanzamiento para la bolita; asegurarse que la bolita salga de allí con velocidad horizontal; ¿cómo
puede asegurar que la velocidad de la bolita al salir tiene sólo componente horizontal respecto del plano inclinado?
Incline la mesa de trabajo poniendo 2 o 3 tablas (4 a 6 cm) en las patas de uno de los lados más largos, el que instaló la rampa. En el punto en que la bolita toca la mesa (al salir de la
rampa) trace una línea vertical y marque dicho punto en la parte de abajo del plano (ver figura).



Suelte la bolita desde la parte más alta de la rampa y observe en que zona de la mesa sale, varie la altura de la rampa a objeto de que la bolita salga por el vértice opuesto de la
mesa. A continuación ponga el tope de madera en dicha zona de manera que al soltar la bolita desde dicha altura, aquélla choque con el tope de madera.
En la zona en que la bolita impacta al tope de madera péguele un trozo de papel blanco a dicho trozo y ponga un trozo de papel de calco sobre dicha hoja, de manera que al chocar
la bolita con el tope quede una marca en el papel.

En el momento en que la bolita abandona la rampa ponga a funcionar el cronómetro y al momento de chocar con el tope deténgalo, tabule dicho tiempo. A continuación mida la
distancia horizontal recorrida por la bolita en el plano; el cuociente entre dicha distancia y el tiempo antes medido corresponde a la velocidad horizontal media, ¿cómo considera que debería ser el valor de la velocidad horizontal de la bolita en el recorrido?

Si repite la medición anterior, es decir vuelve a soltar la bolita desde el mismo punto de la rampa, ¿esperaría que la bolita golpee en exactamente el mismo lugar y que el tiempo medido
sea exactamente el mismo que en la medición anterior? A objeto de obtener un valor representativo para el tiempo de caída de la bolita en el plano inclinado y para el alcance de la misma, ¿cuántas mediciones debería realizar como mínimo?
Haga las mediciones que consideró necesarias. Observe sobre el papel blanco las marcas dejadas por la bolita en los diferentes lanzamientos desde el mismo punto de la rampa y, "al
ojo" determine un punto medio y mida el alcance de la bolita; observando la distribución de puntos sobre el papel blanco estime una incerteza para dicho alcance. Tabule la información anterior en una fila y deje varias filas para agregar información correspondiente a otras velocidades iniciales horizontales de la bolita. Agregue una columna con el valor de la velocidad horizontal de la bolita.





A continuación suelte la bolita desde otro punto de la rampa y observe el punto en que abandona la mesa, corra el tope de madera. ¿Desde cuántos puntos distintos de la rampa será
necesario soltar la bolita a objeto de poder graficar tiempo de caída en función de la velocidad horizontal de la bolita y permitirnos visualizar la tendencia experimental?
¿Cómo depende el tiempo de caída en el plano inclinado de la velocidad horizontal de la bolita?, ¿qué incerteza asocia a la velocidad horizontal?
Con los datos obtenidos calcule la aceleración de la bolita en el "eje vertical", ¿cómo espera que varíe la aceleración de la bolita al variar la velocidad horizontal?, ¿qué valor espera obtener para la aceleración de la bolita? Haga el gráfico solicitado y compare el valor de la aceleración medida y la esperada.


Mis duda es basicamente que en el informe me piden resultados esperados, es decir , en este apartado me piden la teoría que fundamenta el experimento, es decir, sino de exponer en un desarrollo teórico-algebraico el experimento a realizar. Y también predecir como sera la gráfica esperada para luego poder compararla.


De antemano gracias
Saludos

[Richard R Richard]

Re: Experimento lanzamiento de proyectiles

¿Desde cuántos puntos distintos de la rampa será
necesario soltar la bolita a objeto de poder graficar tiempo de caída en función de la velocidad horizontal de la bolita y permitirnos visualizar la tendencia experimental?

mínimamente 3 si los gráficas y están alineados ya puedes suponer una recta , de lo contrario, necesitas más puntos para trazar una curva con mayor precisión.

¿Cómo depende el tiempo de caída en el plano inclinado de la velocidad horizontal de la bolita?,

es independiente, puedes tener alguna diferencia mínima, debido al rozamiento de la bolita con la tabla, pero despreciando eso, el tiempo depende de la diferencia de altura de la salida de la rampa, con respecto tabla donde se ancla la madera de tope. si alpha es el angulo de la tabla con la horizontal , para cada angulo habrá un tiempo distinto, pero para el mismo angulo el tiempo de caída es independiente de la altura de la bolita sobre la rampa, la velocidad de salida la estima con $\sqrt{2g\Delta h}$ si la rampa se inclina con la tabla, entonces la inclinación disminuye con el coseno de alpha

¿qué incerteza asocia a la velocidad horizontal?

la incerteza de la medición de la altura vertical entre el punto de la rampa donde se lanza y la tabla,

Con los datos obtenidos calcule la aceleración de la bolita en el "eje vertical",

es una función de la gravedad, y la inclinación de la mesa...

¿cómo espera que varíe la aceleración de la bolita al variar la velocidad horizontal?

,Sentado acaso?.... no es broma..... de que aceleración habla, vertical, horizontal , sobre el plano...., bueno, la vertical la calculaste antes, la horizontal es nula, y sobre el plano depende de la inclinación del plano....

¿qué valor espera obtener para la aceleración de la bolita?

en dirección a la pendiente entonces $g\sin\alpha$ en transversal o en la dirección de la rampa nula.

Mis duda es basicamente que en el informe me piden resultados esperados, es decir , en este apartado me piden la teoría que fundamenta el experimento, es decir, sino de exponer en un desarrollo teórico-algebraico el experimento a realizar. Y también predecir como sera la gráfica esperada para luego poder compararla.

con los datos que te pase no es tan difícil de predecir... si te quedan dudas , vuelve a preguntar...

[cristianoceli]

Re: Experimento lanzamiento de proyectiles

Gracias por responder perdona la insistencia pero no me queda claro como quedará el gráfico tiempo de caida vs velocidad horizontal

[Richard R Richard]

Re: Experimento lanzamiento de proyectiles

El tiempo de caída es independiente de la velocidad horizontal, el grafico es una recta, sin pendiente , si representas t en función de v es horizontal y si representas v en en funcion de t es vertical, o de pendiente infinita

El plano inclinado desvía la bola obligandola a seguir el plano, tanto si la sueltas con velocidad nula como con cualquier otra velocidad tarda lo mismo en tocar el tope. la aceleración la da la inclinación del plano,que es lo que puede cambiar el tiempo de caida, no la velocidad de la bola...

Explicándolo de otro modo la bolita siempre sale de la rampa con velocidad vertical nula, y con velocidad horizontal variable .
El cambio de altura vertical en la rampa entonces depende de la aceleración de la gravedad y del seno del ángulo entre la rampa y la horizontal... como la altura de caida es identica en todos lo tiros, el tiempo de caida es el mismo, en cambio si se aumenta o disminuye el angulo, el tiempo se reduce o aumenta correspondientemente.
con un mínimo tiempo que será el de caida libre cuando el ángulo sea 90°

[cristianoceli]

Re: Experimento lanzamiento de proyectiles

Ya ahora si muchas gracias.


Saludos