En el laboratorio de física general para contrastar las características de un movimiento de un objeto en caída libre y el movimiento de un objeto que describe una trayectoria semi parabólica. Se tomaron dos objetos de masas iguales y se ubicaron a una misma altura “h”. Uno de los objetos se suelta en caída libre y, simultáneamente, se lanza el otro objeto horizontalmente con una velocidad inicial “Vo”. Durante los primeros 4 segundos de recorrido, las distancias vertical y horizontal alcanzadas por cada objeto, se muestran en la siguiente figura (NOTA: Trabaje el módulo de la aceleración gravitatoria como 9.81 m/s2):
De acuerdo a la gráfica obtenida determine (Justifique cada una de las respuestas, es decir, presente el proceso por medio del cual obtuvo los resultados solicitados):
A. La componente horizontal de la velocidad para cada una de las masas, en 1.00s, 2.00s, 3.00s y 4.00s.
B. La componente vertical de la velocidad para cada una de las dos masas en d28 s y d29 s.
C. Realice las siguientes actividades:
i. Elabore una tabla donde coloque los datos de velocidad V para cada tiempo t desde t=0.0 s a t=7.00 s, llenando una columna para cada masa. Luego realice una gráfica de velocidad V contra tiempo t, superponiendo los dos movimientos (dos gráficas en un mismo plano cartesiano, distinguidas por color y/o tipo de línea)
ii. Presente tres conclusiones con base en la gráfica obtenida en la parte i)
Respuestas
El valor de la componente en X de ambas masas siempre es constante, siendo para Mp= 15 m/s y para Mcl = 0 m/s, las componentes en Y siempre van a variar y van a ser iguales para ambos cuerpos.
Explicación paso a paso:
g= 9.81 m/s²
A. La componente horizontal de la velocidad para cada una de las masas, en 1.00s, 2.00s, 3.00s y 4.00s.
Éstos datos podemos obtenerlos de la gráfica, de tal forma que:
- Masa de caida libre = Mcl
- Masa de movimient parabólico = Mp.
VMclx = 0 -----> Para todo los instantes del movimiento.
VMp = X/(t)
- VMp(t=1s)= 15 m/s
- VMp(t=2s) = 30/(2) = 15 m/s
- Vmp(t=3s)= 45/3 = 15 m/s
- VMp(t=4s)= 60/4 = 15 m/s
B. La componente vertical de la velocidad para cada una de las dos masas en 1,87 s y 3,60
Vy = Voy-1/2g(t²)
En ambas masas Voy=0 m/s
Vy= -1/2g(t²)
De modo que para ambas masas la velocidad vertical va a ser la misma:
Vy= VMcl = VMp
- Vy(t=1s) = -1/2*9.81*1² = 4.905 m/s
- Vy(t=2s)= -1/2*9.81*2² = 19.62 m/s
- Vy(t=3s)= -1/2*9.81*3² = 44.145 m/s
- Vy(t=4s)= -1/2*9.81*4² = 78.48 m/s
C. Realice las siguientes actividades:
i. Elabore una tabla donde coloque los datos de velocidad V para cada tiempo t
T VMpx VMpy
1 15 4.905
2 15 19.62
3 15 44.145
4 15 78.48
T VMclx VMcly
1 0 4.905
2 0 19.62
3 0 44.145
4 0 78.48
una gráfica de velocidad V contra tiempo t, superponiendo los dos movimientos (dos gráficas en un mismo plano cartesiano, distinguidas por color y/o tipo de línea)
Caida libre= Rojo
Parabólico = azul
ii. Presente tres conclusiones con base en la gráfica obtenida en la parte
- La velocidad en Y siempre es la misma para ambos cuerpos en cualquier instante de tiempo.
- La velocidad en X es constante para ambos cuerpos, siendo para el de caida libre = 0m/s y para el movimiento parabólico igual a 15 m/s.
- Ambos cuerpos caen al suelo al mismo tiempo.
