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Orientación Universidad
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Guía de Estudio: Movimientos Semiparabólicos y Parabólicos, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

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Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2020/2021

Subido el 12/12/2021

johan-esteban-vargas-ramirez
johan-esteban-vargas-ramirez 🇨🇴

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INSTITUCION EDUCATIVA METROPOLITANO SAN JOSÉ
“FORMAMOS SERES HUMANOS CON EXCELENCIA”
Aprobado por la resolución N° 0904 de abril de 2013 N°2136 de 8 de noviembre del 2013
N° DANE 354001012319
AÑO 2020
AREA: CIENCIAS NATURALES
ASIGNATURA: FISICA
PERIODO: IV
# GUIA
GUIA
TALLER
EVALUACION
DOCENTE: LEYDI DIANA ROJAS ESTRADA
FECHA: 14/09/2020
4
TEMATICA: MOVIMIENTOS SEMIPARABÓLICOS Y PARABÓLICOS
GRADO: 9º
SABER - SER
INDICADORES DE DESEMPEÑO:
Puede identificar los conceptos básicos sobre movimientos semiparabólico.
Diferenciar los diferentes tipos de movimientos y aplicaciones en la vida cotidiana.
SABER - SABER
MOVIMIENTOS EN DOS PLANOS.
En el tema de el “Movimiento en Física" hemos estudiado qué entendemos en Física por movimiento. Hemos definido las
magnitudes: cinemáticas (posición, velocidad y aceleración) que nos permiten analizar y predecir el comportamiento de un
cuerpo en movimiento, ya sea este un avión, un balón o un satélite. Por último, hemos estudiado algunos movimientos
simples en una dimensión, como son el movimiento rectilíneo uniforme (m.r.u) y el movimiento uniformemente acelerado
(m.u.a) o movimiento de caída libre (m.c.l), sus ecuaciones y sus gráficas señalando cómo realizar el cálculo de la posición,
velocidad y aceleración bajo estas circunstancias.
Lo cierto es que, a partir de estos movimientos simples es posible estudiar otros movimientos más complejos que se dan
con frecuencia en la naturaleza. Por ejemplo, cuando un jugador de fútbol cabecea a puerta, o patea el balón con una
elevación, el movimiento del balón no sigue una trayectoria en línea recta (más bien una parábola), sin embargo, puede
describirse como la composición de un movimiento rectilíneo uniforme y un movimiento uniformemente acelerado, a estos
movimientos se les llama movimientos compuestos, movimientos en dos planos o movimientos en dos dimensiones.
En este capítulo se estudia la cinemática de una partícula (cuerpo) que se mueve sobre un plano. Ejemplos de un
movimiento en dos dimensiones son el de un cuerpo que se lanza al aire, tal como una pelota, un disco girando, el salto
de un canguro, el movimiento de planetas y satélites, etc. El movimiento de los objetos que giran en una órbita cuya
trayectoria es una circunferencia, se conoce como movimiento circunferencial; es un caso de movimiento en dos
dimensiones. En este tema aprenderemos, por ejemplo, a calcular el punto exacto en el que el balón entrará a la portería,
conociendo otros factores como la velocidad de salida o la distancia del jugador a esta.
A lo largo de este tema descubriremos que movimientos no rectilíneos y que requieren más de una dimensión se pueden
estudiar como la composición de movimientos rectilíneos ( en el eje x MRU y en el eje y MUA). Para ello basta observar
aisladamente el movimiento en cada uno de los ejes del sistema de referencia. Dentro de estos tipos de movimiento
estudiaremos:
A. El movimiento semiparabólico
B. El movimiento parabólico
C. El movimiento circular uniforme.
1. MOVIMIENTO SEMI-PARABÓLICO
Un cuerpo adquiere un movimiento semiparabólico, cuando al lanzarlo horizontalmente desde cierta altura, describe una
trayectoria semiparabólico.
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“FORMAMOS SERES HUMANOS CON EXCELENCIA”

Aprobado por la resolución N° 0904 de abril de 2013 – N°2136 de 8 de noviembre del 2013 N° DANE 354001012319 AÑO 2020 AREA: CIENCIAS NATURALES ASIGNATURA: FISICA PERIODO: IV # GUIA GUIA TALLER EVALUACION (^) DOCENTE: LEYDI DIANA ROJAS ESTRADA FECHA: 14 / 09 /

TEMATICA: MOVIMIENTOS SEMIPARABÓLICOS Y PARABÓLICOS GRADO: 9 º

SABER - SER

INDICADORES DE DESEMPEÑO:

 Puede identificar los conceptos básicos sobre movimientos semiparabólico.

 Diferenciar los diferentes tipos de movimientos y aplicaciones en la vida cotidiana.

SABER - SABER

MOVIMIENTOS EN DOS PLANOS.

En el tema de el “Movimiento en Física" hemos estudiado qué entendemos en Física por movimiento. Hemos definido las magnitudes: cinemáticas (posición, velocidad y aceleración) que nos permiten analizar y predecir el comportamiento de un cuerpo en movimiento, ya sea este un avión, un balón o un satélite. Por último, hemos estudiado algunos movimientos simples en una dimensión, como son el movimiento rectilíneo uniforme (m.r.u) y el movimiento uniformemente acelerado (m.u.a) o movimiento de caída libre (m.c.l), sus ecuaciones y sus gráficas señalando cómo realizar el cálculo de la posición, velocidad y aceleración bajo estas circunstancias. Lo cierto es que, a partir de estos movimientos simples es posible estudiar otros movimientos más complejos que se dan con frecuencia en la naturaleza. Por ejemplo, cuando un jugador de fútbol cabecea a puerta, o patea el balón con una elevación, el movimiento del balón no sigue una trayectoria en línea recta (más bien una parábola), sin embargo, puede describirse como la composición de un movimiento rectilíneo uniforme y un movimiento uniformemente acelerado, a estos movimientos se les llama movimientos compuestos, movimientos en dos planos o movimientos en dos dimensiones. En este capítulo se estudia la cinemática de una partícula (cuerpo) que se mueve sobre un plano. Ejemplos de un movimiento en dos dimensiones son el de un cuerpo que se lanza al aire, tal como una pelota, un disco girando, el salto de un canguro, el movimiento de planetas y satélites, etc. El movimiento de los objetos que giran en una órbita cuya trayectoria es una circunferencia, se conoce como movimiento circunferencial; es un caso de movimiento en dos dimensiones. En este tema aprenderemos, por ejemplo, a calcular el punto exacto en el que el balón entrará a la portería, conociendo otros factores como la velocidad de salida o la distancia del jugador a esta. A lo largo de este tema descubriremos que movimientos no rectilíneos y que requieren más de una dimensión se pueden estudiar como la composición de movimientos rectilíneos ( en el eje x MRU y en el eje y MUA). Para ello basta observar aisladamente el movimiento en cada uno de los ejes del sistema de referencia. Dentro de estos tipos de movimiento estudiaremos: A. El movimiento semiparabólico B. El movimiento parabólico C. El movimiento circular uniforme.

1. MOVIMIENTO SEMI-PARABÓLICO Un cuerpo adquiere un movimiento semiparabólico, cuando al lanzarlo horizontalmente desde cierta altura, describe una trayectoria semiparabólico.

“FORMAMOS SERES HUMANOS CON EXCELENCIA”

Aprobado por la resolución N° 0904 de abril de 2013 – N°2136 de 8 de noviembre del 2013 N° DANE 354001012319 AÑO 2020 Cuando un cuerpo describe un movimiento semiparabólico, en él se están dando dos movimientos simultáneamente: un movimiento horizontal, que es rectilíneo uniforme y uno vertical en el que actúa la gravedad, llamado movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. DEL MOVIMIENTO SEMIPARABÓLICO, PODEMOS ANOTAR LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:  Los cuerpos se lanzan horizontalmente desde cierta altura y con una velocidad inicial (Vi).  La trayectoria del movimiento es parabólica  El movimiento en x es independiente del movimiento en y  El movimiento en x es uniforme (no actúa la aceleración), o sea la velocidad horizontal se mantiene constante.  El movimiento en y es acelerado (Actúa la aceleración de la gravedad), es decir que la velocidad vertical aumenta al transcurrir el tiempo.  El tiempo de caída es la variable que relaciona a los 2 movimientos (MU y MUA) ECUACIONES DEL MOVIMIENTO SEMIPARABÓLICO. a) En el eje y (eje vertical)  Podemos calcular la velocidad en el eje y la cual es con un MUA  Podemos calcular la altura h  Podemos calcular el tiempo de caída del cuerpo b) en el eje x (eje horizontal)  Podemos calcular la distancia donde va a caer el cuerpo (alcance horizontal)  La cual lo hace con MRU c) La última ecuación permite calcular la velocidad en d) cualquier posición de caída del cuerpo EJEMPLO: Una esfera es lanzada horizontalmente desde una altura de 30m con una velocidad inicial de 80m/s. calcular:

  1. El tiempo que dura la esfera en el aire. Y El alcance horizontal de la esfera.
  2. La velocidad con que la esfera llega al suelo.

“FORMAMOS SERES HUMANOS CON EXCELENCIA”

Aprobado por la resolución N° 0904 de abril de 2013 – N°2136 de 8 de noviembre del 2013 N° DANE 354001012319 AÑO 2020

v y = (9,8 m/s 2 ) (2,21 s); sv y = 21,7 m/s

v= 102,3 m/s

MOVIMIENTO PARABÓLICO

TIRO PARABÓLICO O MOVIMIENTO PARABÓLICO , uno de los temas más importantes dentro de la cinemática y un claro ejemplo de la trayectoria del movimiento de un cuerpo en dos dimensiones, o bien sobre algún plano. Estaremos hablando sobre un término muy común en física que es sobre los proyectiles, y de aquí podemos formular la siguiente pregunta ¿qué es un proyectil?. Un proyectil es un cuerpo que inicialmente se le impulsa una velocidad inicial por dicho efecto mantiene una trayectoria parabólica determinada causada por la aceleración de la gravedad y la resistencia del aire. Si queremos citar un ejemplo, puede ser un niño pateando un balón, o un objeto siendo tirado por alguna persona, es importante recordar que a diferencia de la caída libre, en la caída libre la velocidad inicial es cero , y en el movimiento parabólico hay existencia de una velocidad inicial. Si bien, la definición o concepto del tiro parabólico es entender que es la combinación de dos movimientos independientes, el primero es un MRUA (movimiento rectilíneo uniformemente acelerado) que se expresa de alguna forma en un tiro vertical durante la elevación y como caída libre durante su caída. El segundo se trata de un MRU (Movimiento rectilíneo uniforme) característica por la cual permanece el movimiento constante durante todo el recorrido. FÓRMULAS DEL MOVIMIENTO PARABÓLICO Antes de establecer las fórmulas del movimiento parabólico, primero analicemos la siguiente imagen que describe un claro ejemplo de dicho movimiento en dos dimensiones. Es importante tener en cuenta la interpretación gráfica para que no haya problema alguno con los ejemplos del movimiento parabólico, entonces lo primero que observamos en la descripción del movimiento, es lo siguiente.

  1. El vector de velocidad inicial se descompone en sus componentes rectangulares horizontal (vx) y vertical (vy)

“FORMAMOS SERES HUMANOS CON EXCELENCIA”

Aprobado por la resolución N° 0904 de abril de 2013 – N°2136 de 8 de noviembre del 2013 N° DANE 354001012319 AÑO 2020

  1. Durante el movimiento ascendente, la componente vertical de la velocidad empieza a disminuir.
  2. Llegando a la altura máxima, la componente vertical disminuye hasta llegar a cero.
  3. Después de ascender el cuerpo, la componente vertical empieza aumentar nuevamente.
  4. La componente horizontal, se mantiene constante durante todo el movimiento. No se involucra la masa en el movimiento parabólico En el movimiento parabólico, al igual que en caída libre y tiro vertical, no se incluye a la masa, porque es despreciable para movimientos cinemáticos, si quisiéramos agregar a la masa, tendríamos que tener en cuenta muchos factores, como la resistencia del aire, viscosidad, y un sin fin de variables. Ahora bien, las fórmulas que vamos a usar en este movimiento oblicuo parabólico, es el siguiente:
  5. Para calcular la altura máxima , aplicamos:
  6. Para calcular el alcance, aplicamos:
  7. Para calcular el tiempo total, aplicamos:
  8. Para calcular la posición de un proyectil en un determinado tiempo Para x es: Para y es:
  9. Para calcular el tiempo en la altura máxima es: Ahora es momento de pasar a los ejercicios resueltos del tiro parabólico.
  10. Para descomponer la forma rectangular del vector velocidad es:
  11. Para obtener la magnitud de la velocidad en un determinado punto es:
  12. Para obtener la velocidad en “y” en un determinado tiempo.
  13. Para calcular el alcance teniendo el tiempo total y velocidad en “x”. FÓRMULAS ADICIONALES En este capítulo, existen además 4 fórmulas adicionales que nos ahorran mucho tiempo, y son las siguientes:

“FORMAMOS SERES HUMANOS CON EXCELENCIA”

Aprobado por la resolución N° 0904 de abril de 2013 – N°2136 de 8 de noviembre del 2013 N° DANE 354001012319 AÑO 2020 Ejercicio 2. Se dispara un proyectil con una velocidad inicial de 80 m/s y un ángulo de 30°, por encima de la horizontal. Calcular: a) Posición y velocidad después de los 6s b) Tiempo para alcanzar la altura máxima c) Alcance horizontal Solución: Empecemos a resolver los incisos de éste ejemplo. A) Para calcular la posición y velocidad en los 6 segundos , aplicaremos la fórmula 4, pero primero debemos descomponer en su forma rectangular a nuestro vector de velocidad inicial, con la fórmula 6.- Ahora si procedemos a calcular la posición a los 6 segundos. 415.68 metros es la posición en “x” a los 6 segundos. 63.6 metros es la posición en “y” a los 6 segundos. Ahora para saber la velocidad general en ese punto aplicamos primero la fórmula 8. La velocidad negativa, indica que ya pasó el punto más alto y el proyectil está empezando a descender. Aplicando la fórmula 7, y recordando que la velocidad en “x” a los 6 segundos, es la misma siempre, no hay cambios a diferencia de “y” que si cambia, y que ya hemos calculado. B) Para que podamos calcular el tiempo en alcanzar la altura máxima , usamos la fórmula 5.- Qué sería el tiempo en tocar la altura máxima. C) Para poder calcular el alcance , hacemos uso de la fórmula 9, aquí multiplicaremos el tiempo de la altura máxima por 2, para saber el tiempo total.

“FORMAMOS SERES HUMANOS CON EXCELENCIA”

Aprobado por la resolución N° 0904 de abril de 2013 – N°2136 de 8 de noviembre del 2013 N° DANE 354001012319 AÑO 2020 BIBLIOGRAFIA:  https://sites.google.com/site/fisicafem/mecanica/movimiento-en-dos-dimensiones/movimiento-semiparabolico  http://wwwmisguiasdematematicas.blogspot.com/p/7movimiento-semiparabolico.html  https://fisicafacil.webcindario.com/TUTORIAL/tsemiparabolico.htm  https://www.fisicanet.com.ar/fisica/cinematica/tp18-movimiento-circular-plano.php  http://www.lapaginadejc.com.ar/Naturales/Fisica/Cinematica.htm  https://matemovil.com/movimiento-parabolico-ejercicios-resueltos/  https://ngordillo.wordpress.com/segundo-corte/movimientos-cinematica/movimiento-semiparabolico/ MATERIAL DE APOYO Videos Educativos:  Movimiento Semiparabólico, el siguiente link https://www.youtube.com/watch?v=09hNPMxPiAo  Movimiento Parabólico, en el siguiente link https://www.youtube.com/watch?v=BDVA6oXtfR  Movimiento Parabólico, el siguiente link https://www.youtube.com/watch?v=9_yN5OW8qyA SABER – HACER TALLER N° 4 1.La velocidad de la luz en el vacío es c = 300 000 km/s. La luz del Sol tarda en llegar a la Tierra 8 minutos y 19 segundos. Calcular la distancia entre el Sol y la Tierra. 2.Se lanza una pelota desde lo alto de un edificio de 100 m de altura con una velocidad inicial de 2 m/s dirigida hacia abajo. Calcular, El tiempo que tarda en llegar al fondo de un foso de 50 m de profundidad (Tomar g=10 m/s2). 3.Desde un avión de guerra que viaja con una velocidad horizontal de 420km/h, a una altura de 3500m, se suelta una bomba con el fin de explotar un campamento militar que está situado en la superficie de la tierra. ¿Cuántos metros antes de llegar al punto exacto del campamento, debe ser soltada la bomba para dar con el blanco?

  1. Una máquina lanza un proyectil a una velocidad inicial de 110 m/s , con ángulo de 35°, Calcular: a) Posición del proyectil a los 6s, b) Velocidad a los 6s, c) Tiempo en la máxima altura, d) Tiempo total del vuelo, e) Alcance logrado.
    1. Un jugador de los Patriotas de la NFL le pega al balón con un ángulo de 37° con respecto al plano horizontal, imprimiéndole una velocidad inicial de 15 m/s, tal como se muestra en la imagen de abajo. Calcule: a) el tiempo que dura la pelota en el aire, b) La altura máxima, c) El alcance horizontal.