Práctica 2. Mecánica Clásica

Cuando el movimiento circular se convierte en tiro parabólico.

I.                   Objetivo

Encontrar la relación entre la velocidad tangencial de una esfera en la parte más baja de su trayectoria circular con la trayectoria parabólica que describe cuando no completa la trayectoria circular.

II.                Fundamentación teórica

Movimiento circular, conservación de la energía, movimiento oscilatorio, tiro parabólico. (preparar un resumen)

III.             Introducción

En este experimento  analizaremos  las posibles trayectorias de una esfera que cuelga de un hilo, inicialmente la esfera tomaría un movimiento circular alrededor de un punto central en donde está atado el hilo, un clavo. El problema consiste en encontrar la relación  entre la velocidad tangencial que debe tener la esfera en la parte más baja con la trayectoria parabólica, cuando no termina la trayectoria circular. Linea azul en la figura.

Figura 1. Cambio de trayectoria circular a parabólica

IV.              Materiales

Figura 2. Esquema del experimento.

Una plomada

Hilo

Varilla de 1.2m

Base A

Mordaza

Clavo de 5”

Flexometro

Soporte universal

Regla de 30 cm.

Nivel

V.                 Procedimiento

-          Armar un péndulo de un metro de longitud.

-          Hacerlo oscilar en un ángulo de 5°

-          Poner el clavo en el soporte a ¾ de la longitud y observar el movimiento del péndulo al  chocar el hilo con el clavo.

-          Darle mayor amplitud al péndulo, tomar datos.

-          Soltar el péndulo desde una altura igual a la posición del clavo.

-          Buscar la altura necesaria para que la esfera le dé la vuelta al clavo, describa una circunferencia.

-          En los puntos anteriores tenemos dos limites soltar ahora la esfera desde una altura intermedia a las dos anteriores. 
      Describe el movimiento de la esfera.
     Mostrar la relación entre la trayectoria parabólica con la velocidad en el punto mas bajo.

-          

-          Un problema interesante es cuando la esferita golpee al clavo. de la expresión común " darle al clavo" surgió la idea de usar un clavo en el experimento.

Figura 3. Darle al clavo.

Justifica teóricamente estos echos encontrados experimentalmente.

VI.              Análisis y Presentación de Resultados

Demuestra los resultados anteriores con cálculos.

VII.           Preguntas

Comparar la velocidad en la parte mas baja de la trayectoria y la posición angular de la esferita entre los experimentos.

1. ¿Cuál es la velocidad mínima para que el movimiento se convierta en tiro parabólico? ¿en que punto inicia la trayectoria parabólica?

2. ¿Cual es la velocidad mínima para que la esferita de en el clavo? ¿en que punto inicia la trayectoria parabólica para este caso?

3. ¿Cual es la velocidad máxima con la cual se de la trayectoria parabólica? ¿en que punto inicia la trayectoria parabólica para este caso?

Para comparar entre los resultados de los diferentes equipos, expresa tus resultados en términos de las variables del experimento, por ejemplo en términos del radio del movimiento circular.

VIII.        Precauciones

Ten cuidado en la realización de tu experimento. Toma todas las precauciones necesarias de acuerdo al nivel de esta asignatura.

En este documento se habla de una esferita, quizás en tu experimento usaste una pesa o una plomada.