COLEGIO SAN FRANCISCO
Construcción de un arco para flechas para medir el movimiento
de proyectiles
Disciplina: Ciencias Naturales
Contenido
Básico: Características e importancia de
las Movimiento parabólico.
Objetivo- Diseñar y construir un arco casero como
implemento de laboratorio, para mejoramiento del aprendizaje del concepto del
movimiento de proyectiles, parabólico y semiparabólico 9 y 10°
-
Construye modelos que permitan calcular las formulas del Movimiento parabólico y movimiento semiparabólico
de calidad.
-Generar
innovación orientada a la investigación experimental en el aula, contribuyendo
al desarrollo intelectual del estudiante y mejorando la calidad educativa
Materiales:
los materiales son de acuerdo con las especificaciones de cada tipo de arco
Procedimiento: Esta actividad consistió en que los estudiantes
del noveno, decimo se involucren en la construcción de este novedoso y practico
diseño.
El profesor
mediante una presentación en Power Point explicara a los estudiantes la
importancia del Movimiento parabolico, y semiparabolico en nuestra vida
cotidiana, así como las características que presentan.
Luego en
el aula de clase, organizados en grupos de 5 estudiantes; se les darán instrucciones para que mediante trabajo
cooperativo elaborando un instrumento para medir el Movimiento parabólico
y semiparabólico utilizando materiales para su construcción; donde los
estudiantes participaron con mucho entusiasmo, poniendo en práctica su
iniciativa y creatividad intercambiándose los elementos creados sacado así conclusiones
Estos
temas de investigación les será útil como fuente de conocimiento e inspiración;
favor dirigirse a cada link y así consultar.
Como
construir un arco casero para explicar el movimiento parabólico
Con madera, de que esta hecho la
cuerda y el mango, etc...
Digamos que tengo una carpintería
la cuerda es una soga... el las
puntas haces 2 agujeros...
la madera tiene q ser de un arbol duro (roble), el arco es medio chato, y se va
ensanchando hacia el medio....
la flecha debe ser de cobre,,, si lo qres hacer bien!.. con un palo de
madera...
en la punta de atras de la flecha, tres aleritos separados, como para hacer
peso,,,
la soga bien tirante
un hueco en la parte del medio de la madera,,, (en la parte mas ancha) para q
salga la flecha,,,
si quieres luego decoralo
Material necesario
Dos pedazos de madera fácilmente
flexible - un 65 a 70 pulgadas de largo y una pulgada de diámetro (el arco), y
el otro alrededor de 12 a 24 pulgadas de longitud y la mitad de una pulgada de
diámetro (para que la flecha) ; Fuerte torzal; papel y cartón un cuchillo
afilado.
La construcción de la proa: Usando un cuchillo para cortar dos muescas en el
pedazo de madera que hayas elegido para el arco. Estas muescas deben ser
colocados a intervalos de una o dos pulgadas de cada extremo de la proa. Hacer
las muescas en la forma de un arco en la parte exterior del arco de la curva y
alrededor de la mitad de una pulgada de cada extremo de la proa. Las muescas se
encargará de la bowstring se mantiene en su lugar cuando se utilicen. Antes de
conectar cualquier cadena, suavizar la superficie del palo utilizando un
cuchillo. Fijación de la cadena: Cortar un trozo de cadena que es de tres
cuartas partes de la longitud de la proa. Asegúrese de que la cadena es menor
que la proa, dándole más poder.
La vinculación bucles: Ate bucles en cada extremo de la cadena que son lo
suficientemente grande como para caber en torno a la muesca. Ponga estos bucles
en torno a las muescas en cada extremo del palo.
Hacer la flecha
Para construir la flecha, repetir el paso
anterior, pero como cortar sólo una muesca en la final de la flecha. La muesca
debe estar en el punto en el que descansa la cadena mientras que usted está
tirando de ella a través de la proa. Ligeramente el papel de lija en la flecha
para que se volará más aerodinámico. Tome los papeles y cartones cortados en
tres pequeños triángulos alargados, cola les trimestre pulgadas de la parte
inferior de la flecha uniformemente espaciados unos de otros. Esto proporciona
equilibrio, la exactitud y la rotación de Niza, cuando la flecha se libera.
Materiales para el arco de tubo
PVC
- tubo blanco cañón de 20 mm de
espesor y 1 m de longitud-2 guantes para 25 mm marrón barril-a t a 25 mm marrón
barril-electric cable de 3 mm con plástico alrededor - pedacito de aluminio
latas-durex-dos clavos para fijar el límite de rotación de T-sierra para cortar
los carniceros en los extremos del arco no a es correto Material para flechas:-plumas
de ave 1 cm de espesor y 1 m de longitud-
Tapa metal de botella de vidrio-sierra para hacer el agujero en la
cuerda del arco entra en el flechaMaterial a la aljaba: - tubo, con una tapa,
para mantener cosas carteles y oitras - otro trozo de cable eléctrico de 3 mm o
cualquier otra cosa que dar para colgar en la parte posterior
El presente documento es el fundamento de la aplicación
practica que representa el MOVIMIENTO
DE PROYECTILES, ya que a partir de éste se desarrolla el tema permitiendo
el entendimiento y tratamiento de la información de manera que sea una guía
para las personas interesadas en él.
El tiro parabólico es un ejemplo de movimiento realizado por
un cuerpo en dos dimensiones o sobre un plano. Algunos ejemplos de cuerpos cuya
trayectoria corresponde a un tiro parabólico son:
·
Proyectiles lanzados desde la
superficie de la Tierra o desde un avión.
·
Una pelota de fútbol al ser
despejada por el portero.
·
Una pelota de golf al ser lanzada
con cierto ángulo respecto al eje horizontal.
OBJETIVOS
Coloca los objetivos generales y específicos que debes
considerar
OBJETIVO GENERAL
Desarrollar e implementar…….
OBJETIVOS ESPECÍFICOS Coloca por lo menos tres de los objetivos específicos que debes considerar
·
Integrar y Aplicar
conocimientos…..
·
Incrementar conocimientos sobre
…..
·
Brindar una nueva herramienta
…..
MOVIMIENTO DE UN
PROYECTIL
Se denomina proyectil a cualquier objeto al que se le da una
velocidad inicial y a continuación sigue una trayectoria determinada por la
fuerza gravitacional que actúa sobre él y por la resistencia de la atmósfera.
El camino seguido por un proyectil se denomina trayectoria.
Consideremos solo trayectorias suficientemente cortas para que
la fuerza gravitacional se pueda considerar constante en magnitud y dirección.
El movimiento se referirá a ejes fijos respecto al a tierra. Esta no es
precisamente un sistema inercial, pero para trayectorias de corto alcance, el
error que se comete al considerarla como tal es muy pequeño. Por último, no se
tendrán en cuenta los efectos de la resistencia del aire; de este modo,
nuestros resultados solo serán exactos par el movimiento en el vacío, de una
tierra plana sin rotación. Estas hipótesis simplificadoras constituyen la base
de un modelo idealizado del problema físico, en el cual se desprecian detalles
sin importancia y se centra la atención en los aspectos más importantes del
fenómeno.
Como, en este caso idealizado, la única fuerza que actúa sobre
el proyectil es su peso considerado constante en magnitud y dirección, es mejor
referir el movimiento a un sistema de ejes de coordenadas rectangulares.
Tomaremos el eje x horizontal y el eje y vertical. La componente x
de la fuerza que actúa sobre el proyectil es nula, y la componente y es
el peso del proyectil. -mg. Entonces, en virtud de la segunda ley de
Newton,
ax = Fx =0, ay = Fy = -mg = -g
o bien,
a = -g
Esto es, la componente horizontal de la aceleración es nula, y
la componente vertical, dirigida hacia abajo, es igual a la de un cuerpo que
cae libremente. Puesto que aceleración nula significa velocidad constante, el
movimiento puede definirse como una combinación de movimiento horizontal con
velocidad constante y movimiento vertical con aceleración constante.
La clave para el análisis del movimiento de proyectiles reside
en el hecho de que todas las relaciones vectoriales que se necesitan, incluidas
la segunda ley de Newton y las definiciones de velocidad y aceleración, pueden
expresarse por separado mediante las ecuaciones de las componentes x e y
de las cantidades vectoriales. Además la ecuación vectorial F = ma
equivale a las dos ecuaciones de componentes:
Fx = m.a.x y Fy
= m.a.y
De igual forma, cada componente de la velocidad es la
variación por unidad de tiempo de la coordenada correspondiente, y de cada
componente de la aceleración es la variación por unidad de tiempo de la
componente de la velocidad correspondiente. En este aspecto los movimientos en x
e y son independientes y pueden analizarse por separado. El movimiento
real es, entonces, la superposición de estos movimientos separados.
Supongamos que en el instante t = 0 nuestra partícula está
situada en el punto (x0,y0) y que las componentes de la velocidad son vx y vy.
Como ya se ha visto, las componentes de la aceleración son ax = 0 y ay = -g. La
variación de cada coordenada con el tiempo es la de un movimiento uniforme
acelerado, y pueden utilizarse directamente sus ecuaciones; sustituyendo v0x
por v0 y 0 por ax tenemos para x
V = v0 + at
X = x0 + v0t + ½at2
Vx = v0x, (1)
X = x0 + v0xt(2)
Análogamente, sustituyendo v0y por v0 y -g
por a,
Vy = v0y - gt, (3)
Y = y0 + voyt - ½gt2 (4)
El contenido de las ecuaciones 1 y 4 puede
representarse también por las ecuaciones vectoriales:
V = v0 - gt
r = r0 + vot - ½gt2
donde ro es el vector posición en el instante t = 0.
Normalmente conviene tomar el origen en la posición inicial;
así, x0 = y0 = 0, o sea, ro = 0. esta puede ser por ejemplo, la posición
de una pelota en el instante de abandonar la mano del lanzador o la posición de
una bala en el instante en que sale del cañón del arma de fuego.
La figura muestra la trayectoria de un proyectil que pasa por
el origen en el instante t = 0. La posición, la velocidad y las
componentes de la velocidad del proyectil se representan en una serie de
instantes separados por intervalos regulares. Como indica la figura vx
no cambia, pero vy varía en los sucesivos intervalos en cantidades
iguales, que corresponden a la aceleración constante en y.
La velocidad inicial Vo puede representarse por su magnitud
Vo (la rapidez inicial) y el ángulo o que forma con la dirección
positiva en x. En función de estas cantidades, las componentes Vox y
Voy de la velocidad inicial son:
·
componentes de la velocidad; Vox
= Vo cos Ө ,(1)
Voy =
Vo sen Ө ,(2)
·
velocidad vertical ; Voy = Vo sen Ө - gt , (3)
·
altura max que alcanza el
proyectil; ymax = (Vo2
sen2 Ө) /2g, (4)
·
tiempo de vuelo del proyectil ;
tV = 2Vo sen Ө /g , (5)
·
Alcance
horizontal Xmax = Vo2
sen 2 Ө - gt. , (6) si sen2Ө= 2.sen Ө.cos Ө remplaza y calcula
Estas ecuaciones describen la posición y velocidad del
proyectil de la figura en cualquier instante de tiempo (t).
Además de estas ecuaciones se puede obtener información
adicionar; por ejemplo la distancia x del proyectil, desde el origen en
cualquier instante (la magnitud del vector de posición x)
ANÁLISIS DE LA
INFORMACIÓN
Teniendo como base toda la
información recolectada sobre el Movimiento de Parabólico y el criterio
profesional del asesor del proyecto se determino que se debe partir de
algunas hipótesis simplificadoras que constituyen la base de un modelo
idealizado del problema físico, en el cual se desprecian detalles sin importancia
y se centra la atención en los aspectos más importantes del fenómeno; lo cual
se explica en el desarrollo del tema.
El producto esperado será la aplicación
del fenómeno, con la posibilidad de que el estudiante pueda interactuar con las herramientas obteniendo datos iniciales los datos iniciales
para observar de forma gráfica la trayectoria y los resultados del movimiento.
