lunes, 22 de junio de 2015

Movimientos de un proyectil



"Si un cuerpo tiene un movimiento compuesto, cada uno uno de los movimientos  componentes  se cumple como si los demás no existieran ". 

Cualquier objeto que sea lanzado en el aire con una velocidad inicial  de dirección arbitraria, se mueve describiendo una trayectoria curva en un plano. Un proyectil es un objeto al cual se ha comunicado una velocidad inicial y se ha dejado en libertad para que realice un movimiento bajo la acción de la gravedad. Los proyectiles que están cerca de la Tierra siguen una trayectoria curva muy simple que se conoce como parábola. Para describir el movimiento es útil separarlo en sus componentes horizontal y vertical.

Por eso es importante explicar el movimiento de un proyectil como resultado de la superposición de un movimiento rectilíneo uniforme y uno uniformemente variado, estableciendo las ecuaciones de la curva representativa, tiempo de vuelo, tiempo máximo, altura máxima, alcance máximo, velocidad y coordenadas de posición en el plano.

  • El movimiento horizontal: esta regido por la ley de inercia; la cual es la resistencia de los cuerpos para cambiar su estado de reposo o de movimiento sin la intervención de alguna fuerza.

  • El movimiento vertical: esta regido por la fuerza de gravedad, fuerza que hace que los cuerpos se dirijan hacia el centro terrestre, por mutua atracción de la masa del cuerpo y de la Tierra. 




Movimiento de un cuerpo lanzado horizontalmente 

Analicemos el siguiente caso, desde una altura "y" se dispara un proyectil como lo indica la imagen siguiente, con una velocidad inicial al que llamaremos Vo. Usaremos como referencia un sistema cartesiano cuyo origen esta en el punto de lanzamiento (A) y el eje "x" es la dirección del lanzamiento. El eje "y" es la vertical con sentido negativo hacia abajo. 

El cuerpo, al iniciar su caída, estará sometido a la acción de dos movimientos independientes: uno horizontal con velocidad constante y otro vertical uniformemente acelerado hacia abajo, tal como un objeto que cae libremente partiendo del reposo.
En el primer movimiento, al no actuar ninguna fuerza horizontal para cambiar la velocidad, se origina una aceleración cero y como consecuencia una velocidad horizontal constante. En el segundo movimiento, la fuerza de gravedad hacia abajo hace que la velocidad vertical cambie uniformemente.

Las flecha horizontales, que indican la velocidad horizontal, son todas de la misma longitud, lo que nos indica que la velocidad horizontal es constante, en cambio las flechas verticales varían cada vez de longitud, indicándonos que la velocidad vertical aumenta con el tiempo. 

La velocidad resultante V del proyectil es tangente en cada punto de la curva A, B,C y esta cambiado constantemente fe módulo y dirección.

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