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Sesión 3: Las fuerzas en Equilibrio
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Prof. Jesús Arturo Coronado Porta
El Movimiento semiparabólico
LANZAMIENTO O TIRO HORIZONTAL
Si un proyectil se deja caer desde un helicóptero en reposo, a cierta altura, en el mismo tiempo que otro que se lanza horizontalmente desde un avión en movimiento, los proyectiles tocaran el agua en el mismo instante, aun cuando uno de ellos se esté desplazando horizontalmente y el otro cae en caída libre. Para ver la animación y comprobar lo dicho, ingrese al siguiente aplicativo flash, dando un clic en la imagen.
Se le da el nombre de lanzamiento o tiro horizontal al movimiento que describe un proyectil cuando se dispara horizontalmente desde cierta altura con una velocidad inicial Vo. Bajo estas condiciones el vector Vo es perpendicular a la aceleración de la gravedad.
El movimiento de un proyectil esta compuesto por dos movimientos: Uno rectilíneo y uniforme (en el eje X); y otro, rectilíneo uniformemente acelerado (en el eje Y). La combinación de estos dos movimientos determina la trayectoria (Semiparabolica) que describe el cuerpo.
Lo más importante es:
-
que la componente horizontal del movimiento ( Vx ) es totalmente independiente de la componente vertical del movimiento ( Vy )
-
La componente horizontal del movimiento del cuerpo permanece constante, el cuerpo se desplaza la misma distancia horizontal en los intervalos de tiempo iguales porque ninguna componente horizontal de fuerza actúa sobre ella.
-
La gravedad actúa sólo hacia abajo, de modo que la única aceleración que experimenta el cuerpo es en esa dirección. El movimiento descendente del cuerpo que se proyecta horizontalmente es idéntico al que tendría si estuviera en caída libre.
ECUACIONES DEL MOVIMIENTO SEMIPARABÓLICO.
Para el movimiento rectilíneo y uniforme (en el eje X):
X = Vx . t
Para el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (en el eje Y):
Vy = g . t
Y = ½ g . t2
Para hallar la velocidad con que la moto llega al suelo, aplicamos el teorema de Pitagoras:
V2 = Vx 2 + Vy2
Ejemplo .
Consideremos que la moto de la simulación viaja con una velocidad de 20 m/s y se lanza horizontalmente desde la parte superior de una rampla de 15 m de altura. Calcula:
a. el tiempo que la moto permanece en el aire.
t2 = 2Y / g = 2. 15 m / 9,8 m/s2. Luego t = 1,75 s
b. La distancia horizontal a la que caerá la moto respecto al punto donde se soltó.
X = Vx . t = 20 m/s . 1,75 s = 35 m
c. Las componentes horizontal y vertical de la velocidad justo antes de que choque contra el suelo.
Vx = 20 m/s
Vy = g . t = 9,8m/s2 . 1,75 s = 17,15 m/s
d. La velocidad con que la moto golpea contra el suelo.
V2 = Vx 2 + Vy2 = (20 m/s)2 + ( 17,15)2 = 400 m2/s2 + 294,12 m2/s2 = 694,12 m2/s2
Donde V = 26,35 m/s
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