Autor Tema: lanzamiento oblicuo

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28 Agosto, 2008, 03:35 pm
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leonardo09

  • Leonardo Andrés Jofré Flor
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Una persona lanza oblicua-mente una pelota con velocidad inicial de \( 10\displaystyle\frac{m}{s} \) y un ángulo de lanzamiento de \( 60 \)º. Suponga que \( g=10\displaystyle\frac{m}{s^2} \), desprecie la resistencia del aire y considere el momento de lanzamiento como el origen del conteo de tiempo \( (t=0) \).

a) En el instante \( t=0,5 seg \) ¿Cuál es la velocidad de la pelota?
b) ¿Cuál es la posición de la pelota a los \( t=0,5 seg \)?
c) Determinar la velocidad vertical y horizontal de la pelota en \( t=1,22 seg \)
d) ¿Determine la posición de la pelota en \( t=1,22 seg \)?
e) Calcule el instante en que la pelota llega a su poción mas alta
f) ¿Cuál es el valor de la altura máxima de la pelota?
nunca seré buen matemático

28 Agosto, 2008, 04:15 pm
Respuesta #1

nico

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 ;D Hola.
Los movimientos oblicuos se modelan bajo ciertas hipótesis como por ejemplo que el objeto es una partícula que la fuerza de gravedad que realiza la tierra sobre el objeto es g = 9.8 m/s2(cerca de la superficie terrestre) y que además  la trayectoria que describe el objeto es una parábola cuyo coeficiente del  termino de grado 2 es negativa y en tu caso se supone que pasa por el origen de coordenadas.
Ahora bien es un movimiento en dos dimensiones por lo tanto tendrás que considerar un sistema referencial de versores y ubicarlos en el origen.
Luego podes utilizar el hecho de que el objeto experimenta aceleración en la dirección vertical por estar sometido a la fuerza de la gravedad (aplicación de la segunda ley de newton).
De ahí si partimos de este dato e integrando podes obtener la ecuación de velocidad en la dirección vertical) y también la ecuación de la posición de la partícula en función del tiempo también para esta misma dirección.
En la dirección horizontal tenes que las fuerzas externa que actúan sobre el objeto un instante infinitesimal después de ser lanzado el proyectil son cero y por lo tanto se conserva la cantidad de movimiento en esta dirección siendo este el motivo por el cual la partícula no se acelera.
Tomamos como sistema el dispositivo de lanzamiento y el propio proyectil.
También acá si consideras que la v(t)x = v cos( 60º)(t) y luego si la integras podrás obtener la ecuación para la posición de la partícula en función del tiempo en la componente horizontal.
Luego acordate que cuando la partícula llega al punto mas alto la función parábola tiene una máximo.
Espero que estas herramientas te sean útiles.
Saludos.

28 Agosto, 2008, 06:57 pm
Respuesta #2

aesede

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Hola.

Primero averiguo las componentes de la velocidad inicial (en las dos direcciones, x e y).

\( V_0 = 10m/s \)
\( \alpha = 60º \)

Por trigonometría:

\( sen 60 = \displaystyle\frac{V_{0y}}{10m/s} \Rightarrow{} V_{0y} = 5\sqrt{3}m/s \)

\( cos 60 = \displaystyle\frac{V_{0x}}{10m/s} \Rightarrow{} V_{0x} = V_x = 5m/s \)

Las ecuaciones que se usan acá son las mismas que para MRU (en el eje x) y MRUV (en el eje y). Así que para \( t=0,5s \):

1) SOBRE EL EJE Y:

\( y = 5 \sqrt{3} \cdot{} 0,5 - \displaystyle\frac{1}{2} \cdot{} 9,8 \cdot{} 0,5^2 \approx{} 3,105m \)

\( v_y = 5 \sqrt{3} - 9,8 \cdot{} 0,5 \approx{} 3,76m/s \)

(no escribí las unidades para hacer más rápido)

2) SOBRE EL EJE X:

\( x = 5 \cdot{} 0,5 = 2,5m \)

\( v_x = v_{0x} = 5m/s \)

Los otros se resuelven más o menos de forma similar, cualquier cosa preguntá acá, no lo sigo haciendo porque sino se hace muy largo y no tiene sentido, porque es aplicar las mismas fórmulas.

Para e) y f) tené en cuenta que el proyectil alcanza su maximo cuando:

* \( v_y = 0 \) (la velocidad instantánea en y vale cero)
* t vale la mitad del tiempo total que tarda en completarse el movimiento
* x vale la mitad del alcance (alcance = \( x_{max} \)).

Saludos :)

28 Agosto, 2008, 08:13 pm
Respuesta #3

Jabato

  • Visitante
Es curiosa una propiedad que se presenta en el tiro parabólico, resulta que tanto el movimiento vertical como el horizontal satisfacen la siguiente condición:

\( v_m=\displaystyle\frac{v_0+v_f}{2} \)

por lo tanto si la misma propieded la cumplen las componentes de la velocidad también la cumplirá el vector velocidad en su conjunto de forma que podemos escribir:

\( \mathbf v_m=\displaystyle\frac{\mathbf v_0+\mathbf v_f}{2}=\mathbf v_0+\displaystyle\frac{1}{2}\mathbf a\cdot t \)

y por lo tanto el desplazamiento (como expresión vectorial) puede calcularse como:

\( \mathbf s=\mathbf v_m\cdot t \)

El problema que resolviste antes se resuelve ahora en la forma:

\( \mathbf v_m=\mathbf v_0+\displaystyle\frac{1}{2}\mathbf a\cdot t \)= 10(60º)+2'5(270º)        \( \mathbf s=\mathbf v_m\cdot t \)= 5(60º)+1'25(270º)

el mismo problema resuelto para 1'22 segs se hace inmediatamente:

\( \mathbf v_m=\mathbf v_0+\displaystyle\frac{1}{2}\mathbf a\cdot t \)= 10(60º)+1'22·5(270º)        \( \mathbf s=\mathbf v_m\cdot t \)= 1'22·[10(60º)+1'22·5(270º)]


Cualquier calculadora en condiciones hace sumas como estas, solo debes realizar los cálculos adecuados y resuelto.

(*) NOTA: En el caso de que el móvil no paratiera del origen la posición final sería la suma vectorial de la posición inicial más el despalazamiento.

Saludos, Jabato.