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GUÍA ADE APRENDIZAJE Movimiento parabólico de caída libre (MPCL) Apellido y Nombres: ____________________________________________ Actividad Inicial EL MOVIMIENTO PARABÓLICO Un caso especial de movimiento tanto en la física clásica como en la biomecánica deportiva es el movimiento parabólico. Este tipo de movimiento se produce cuando un cuerpo es lanzado al aire, de manera que sobre él sólo influyen dos factores para modificar su trayectoria: la fuerza de la gravedad y la resistencia del viento. La fuerza de la gravedad es un vector perpendicular a la superficie terrestre y en sentido hacia el centro de la misma. La magnitud de la aceleración de esta fuerza es de 9.8 m/s2. Quinto año “ ” Fecha: 09/06/2016 PRINCIPIO DE INDEPENDENCIA DE LOS MOVIMIENTOS. Si un cuerpo tiene movimiento compuesto, cada uno de los movimientos se cumple como si los demás no existieran. Ejemplo 1 En el movimiento parabólico se produce una combinación de movimiento uniforme y de movimiento uniformemente acelerado o retardado. Así, en el plano horizontal, el movimiento es uniforme, aplicándose para ello las fórmulas pertinentes, anteriormente anotadas. En el plano vertical, el movimiento es uniformemente variado. Hacia arriba es un movimiento uniformemente retardado y hacia abajo, uniformemente acelerado. Para los cálculos en este plano se usan las fórmulas pertinentes anteriormente anotadas. A causa de la fuerza de la gravedad, el movimiento de un cuerpo que es lanzado al aire, sigue una trayectoria parabólica, pues la atracción de la gravedad implica una variable exponencial, que produce trayectorias parabólicas. Si la atracción de la tierra no existiera, al lanzar un cuerpo al espacio, éste seguiría una trayectoria rectilínea. Ejemplo 2 En el estudio de los movimientos parabólicos existen tres casos: 1. Cuando el punto de partida está al mismo nivel horizontal de aterrizaje. 2. Cuando el punto de partida está más alto que el nivel horizontal de aterrizaje. 3. Cuando el punto de partida está más bajo que nivel horizontal de aterrizaje. Responda: ¿Qué factores influyen en el movimiento parabólico? ¿Cuál es la dirección, sentido y módulo de la aceleración? ¿Por qué el movimiento parabólico es la combinación del MRU y MRUV? MOVIMIENTO DE PROYECTILES (MOVIMIENTO PARABÓLICO) Es aquel movimiento que está compuesto por: Un movimiento _____________, considerado ___________ Un movimiento _____________, considerado ___________ La trayectoria descrita es una _________________. Dibujar las gráficas de los tres casos de estudio de los movimientos parabólicos. http://viref.udea.edu.co/contenido/publicaciones/expo2009/biomecanica_2009.pdf MOVIMIENTO PARABÓLICO DE CAÍDA LIBRE Es aquel movimiento que resulta de la combinación de dos movimientos simples. Entonces: Movimiento parabolico MRU MRUV PRIMER CASO Cuando se combinan dos M.R.U. La trayectoria resultante es una línea recta. OBSERVACIÓN Rapidez de la lancha :_____________ Rapidez del río :_____________ V Vxˆi Vy ˆj 1. En la siguiente configuración, resulta que 2. En un movimiento parabólico se comprueba que el máximo alcance horizontal se presenta cuando el ángulo de disparo es de 45º. SEGUNDO CASO La combinación de dos movimientos diferentes (MRU + MRUV) la trayectoria resultante es una parábola. g 3. Se realiza dos movimientos con la misma velocidad (V0) pero con ángulos y complementarios ( 90 ), se comprueba que dichos alcances horizontales son iguales. ACTIVIDAD 02 1. g El cuerpo "A" fue lanzado horizontalmente con una rapidez "V". ¿Con qué rapidez se debe lanzar horizontalmente un cuerpo "B" para que tenga el mismo avance horizontal que "A" al llegar a tierra? B 4. Podemos determinar si conocemos la relación entre h, a y b. V h h a b Ejemplo de aplicación 1 2. Un proyectil es lanzado con una velocidad V 40iˆ 30 ˆj , chocando contra la La partícula se arroja horizontalmente en "A" con 20 m/s y cae a 20 m de la base del plano inclinado. Halle "H", en metros. (g=10 m/s 2). 20m/s pared cuando alcanza su altura máxima. Describir que ocurre con la velocidad para intervalos de 1s. V A Tan 1 1 h a b h g 10 m s2 g . H 45° g 20m 3. Un dardo es lanzado de "A" y se incrusta en "B" perpendicularmente a la pared inclinada. Calcular el tiempo que viaja el proyectil, si su rapidez de lanzamiento es Vo=10 m/s. (g=10 m/s2). B Ejemplo de aplicación 2 Se dispara horizontalmente una esfera en la forma indicada. Describir que ocurre con las velocidades en intervalos de 1 s. g g Vo A 60° 4. 45° Por la cañería, sale agua que debe caer al tanque que tiene un ancho de 3 m. Hallar la mínima y máxima velocidad con la que debe salir el agua parar que ésta caiga dentro del tanque. (g=10 m/s2). Vo 20m ECUACIONES DEL MOVIMIENTO PARABÓLICO DE CAÍDA LIBRE VF VH g VH r 5. Hmax h Vi Tanque 3m 2m Un proyectil es lanzado horizontalmente con Vo=5 m/s. Determine la distancia BC. (g=10 m/s2). A 10 m VH dH Vo B R Para el Movimiento horizontal d H VH t Para el Movimiento Vertical V f V0 gt V f2 V02 2gh 1 h V0 t gt 2 2 h V0 V f t 2 C 45° Fórmulas auxiliares 6. V ts tb 0 g hmax. R En la figura mostrada, determine la rapidez con la que se arroja la pelota en (A) para lograr encestar en (B). (g=10 m/s2). Vo (A) 2 0 V 2g V Sen 2 37° (B) 1,5 m 2 0 g 8m 2,5 m