Movimiento de proyectiles y energía cinética
1 · Predecir
Si lanza la pelota más rápido, ¿cómo cambiarán su energía cinética en el lanzamiento y su altura máxima?
- Ambos aumentan
- Permanecen iguales
- La energía cinética aumenta pero la altura permanece igual.
2 · Configurar
- Abra la simulación del proyectil y presione Restablecer.
- Habilite la sonda de velocidad y la lectura de altura: la altura se mide desde el SUELO, no desde el punto de lanzamiento, por lo que incluye la altura de lanzamiento fija de 1.2 m de la pelota.
- Establezca la velocidad de inicio para cada prueba a continuación, presione Reproducir y registre los valores máximos.
3 · Recopilar datos
| masa m (kg) | Velocidad de lanzamiento v (m/s) | KE = ½mv² (J) | altura máxima h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
Trazar la altura máxima h (eje y) frente a la energía cinética en el lanzamiento KE (eje x).
4 · Analizar
- Muestre su trabajo calculando KE = ½mv² para una prueba y compárelo con la lectura de energía cinética de la simulación.
- Describa la relación entre la energía cinética de lanzamiento y la altura máxima. ¿Es lineal? Cite números de su tabla.
5 · Ampliar
- A una velocidad fija, ¿qué ángulo de lanzamiento da la mayor altura máxima? Explique por qué.
- Los proyectiles reales no alcanzan la altura que predice su tabla. ¿A dónde va la energía que falta?
La física detrás de este experimento
Energía cinética
La energía del movimiento en el lanzamiento, a partir de la masa y la velocidad de lanzamiento que establezca para cada prueba.
Energía potencial gravitacional
La energía almacenada en la altura máxima de la pelota se lee desde la altura de la pelota sobre el SUELO, no sobre el punto de lanzamiento. Como este lanzamiento es en ángulo (no recto hacia arriba), solo la componente vertical de la velocidad de lanzamiento se convierte en elevación adicional sobre el lanzamiento: lleva el 64% de la EC de lanzamiento en este ángulo (el resto permanece como movimiento horizontal, todavía presente en el pico). Pero la lectura de altura también incluye la altura fija de lanzamiento de 1.2 m de la pelota sobre el suelo, por lo que la PE en el pico es m·g·(1.2 m + elevación), no simplemente el 0.64× de la EC de lanzamiento, y la razón entre ambas cambia con la velocidad en lugar de permanecer fija.
Mecánica
- Bola en una rampa: energía en una pendiente sin fricción
- Bloque en una rampa de fricción: encontrar el umbral de fricción estática
- Velocidad terminal: caída por arrastre
- Laboratorio de fuerza: segunda ley de Newton
- Fuerzas opuestas: segunda ley y momento de Newton
- Pelota que rebota: pérdida de energía en el impacto
- Colisiones elásticas y conservación del momento
- Colisión inelástica y conservación del momento
- La cuna de Newton: transferencia de momento y energía
- Péndulo sencillo
- Masa sobre un resorte: movimiento armónico simple
- Movimiento circular uniforme y fuerza centrípeta