laboratorio IV periodo de Física 9°

 COLEGIO SAN FRANCISCO

 Puerto Colombia – Atlántico

Laboratorio N°1  de física IV periodo 9º____

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

http://www.youtube.com/watch?v=tZT4nLRoU6k&feature=player_detailpage

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=8zZE_d8VUcM

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;  y_max = (Vo² sen² Ө) /2g,  (4)

·         tiempo de vuelo del proyectil ; t_V = 2Vo sen Ө /g                     , (5)

·         Alcance horizontal   X_max = 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.