Se caracteriza por la trayectoria o camino curvo que sigue un cuerpo al ser lanzado al vacío, resultado de dos movimientos independientes: un movimiento horizontal con velocidad constante y otro vertical, el cual se inicia con una velocidad cero y va aumentando en la misma proporción de otro cuerpo que se dejara caer del mismo punto en el mismo instante. La forma de la curva descrita es abierta, simétrica respecto a un eje y con solo foco, es decir, es una parábola. Por ejemplo en la figura 1 sé gráfica el descenso al mismo tiempo de dos pelotas, solo que la pelota del lado derecho es lanzada con una velocidad horizontal de 15 m/s. Al término del primer segundo ambas pelotas han recorrido 4.9 m en su caída, sin embargo, la pelota de la derecha también ha avanzado 15 m respecto a su posición inicial. A los dos segundos ambas pelotas ya han recorrido 19.6 m en su caída, pero la pelota de la derecha ya lleva 30 m recorridos de su movimiento horizontal. Si se desea calcular la distancia recorrida en forma horizontal puede hacerse con la expresión: d = vt, pues la pelota lanzada con una velocidad horizontal tendrá una rapidez constante durante su recorrido horizontal e independiente de su movimiento vertical originado por la aceleración de la gravedad durante su caída libre.
La trayectoria descrita por un proyectil cuya caída es desde un avión en movimiento, es otro ejemplo de tiro parabólico horizontal. Supongamos que un avión vuela a 250 m/s y deja caer un proyectil, la velocidad adquirida por dicho proyectil en los diferentes momentos de su caída libre, se puede determinar por medio del método del paralelogramo; para ello, basta representar mediante vectores las componentes horizontal y vertical del movimiento. Al primer segundo de su caída la componente tendrá un valor de 9.8 m/s, mientras la componente horizontal de su velocidad será la misma que llevaba el avión al soltar el proyectil, es decir, 250 m/s. Trazamos el paralelogramo y obtenemos la resultante de las dos velocidades. Al instante dos segundo la componente vertical tiene un valor de 19.6 m/s y la horizontal, como ya señalamos, conserva su mismo valor: 250 m/s. Así continuaríamos hasta que el proyectil llegue al suelo. En la figura 2 vemos cuáles serían las componentes rectangulares de la velocidad de un cuerpo, el cual sigue una trayectoria parabólica horizontal.
Componentes rectangulares de la velocidad resultante (VR) de un cuerpo que sigue una trayectoria parabólica horizontal. Se observa como la velocidad horizontal (VH) permanece constante, mientras la velocidad vertical (VV) aumenta durante su caída libre por acción de la gravedad de la Tierra.
Tiro Horizontal
Tiro horizontal
Movimiento de media parábola:
El movimiento de media parábola o semiparabólico (lanzamiento horizontal)
se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y la caída libre.
se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y la caída libre.
El movimiento parabólico completo:
Se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y un lanzamiento vertical hacia arriba, que es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado hacia abajo (MRUA) por la acción de la gravedad.
En condiciones ideales de resistencia al avance nulo y campo gravitatorio uniforme, lo anterior implica que:
Un cuerpo que se deja caer libremente y otro que es lanzado horizontalmente desde la misma altura tardan lo mismo en llegar al suelo.
La independencia de la masa en la caída libre y el lanzamiento vertical es igual de válida en los movimientos parabólicos.
Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba y otro parabólicamente completo que alcance la misma altura tarda lo mismo en caer.
En condiciones ideales de resistencia al avance nulo y campo gravitatorio uniforme, lo anterior implica que:
Un cuerpo que se deja caer libremente y otro que es lanzado horizontalmente desde la misma altura tardan lo mismo en llegar al suelo.
La independencia de la masa en la caída libre y el lanzamiento vertical es igual de válida en los movimientos parabólicos.
Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba y otro parabólicamente completo que alcance la misma altura tarda lo mismo en caer.
TIRO HORIZONTAL
El movimiento que realiza un móvil que es una rama de parábola, se llama tiro horizontal. Si la velocidad de salida es v0, tendremos que las componentes de la velocidad inicial son: v0x=v0 v0y = 0
Como ocurría en el caso del tiro parabólico, este movimiento puede considerarse el resultado de componer dos movimientos simultáneos e independientes entre sí: uno, horizontal y uniforme; otro, vertical y uniformemente acelerado. Las propiedades cinemáticas del cuerpo en cualquier instante (t) de su movimiento son:
Magnitud Componente x Componente y
Aceleración ax = 0 ay = -g
velocidadvx = v0 vy = - gt
posición x = v0t y = h -(1/2)gt
2
Lo que nos queda es demostrar como aplicaremos la teoría anteriormente observada a nuestro proyecto áulico realizado con materiales caseros. Para ello haremos de cuenta que nuestro experimento es un cañón manual y plantearemos un problema para dicho elemento. Un cañón lanza un proyectil formando un ángulo de 60º con la horizontal. Demostrar que si logramos hallar el tiempo que tarda el proyectil en su trayectoria desde que sale del dispositivo
hasta que llega al suelo (o al nivel donde estaba situado el dispositivo), podremos obtener la altura máxima (H) y la distancia (horizontal) la cual se desplaza nuestro proyectil.
Lo primero que haremos es tomar el tiempo desde que el proyectil sale del dispositivo hasta
que toca tierra. Una vez hecho esto y teniendo en cuenta que cuanto el cuerpo llega a la altura
máxima, la velocidad vertical es nula:
v¨=v¨°- g×t=0 de aquí t= v¨°/ g
Una vez hecho esto ya conocemos la velocidad vertical inicial entonces reemplazamos este valor en la fórmula de H, y obtenemos: H= v¨° × (v¨°/g) - ½ g × (v¨°/g)² = (v¨°²/g) - ½ ( v¨°²/g)= ½
(v¨°²/g). De aquí obtenemos:
H= (v¨°)² /2g » el resultado es la altura máxima que alcanza el proyectil.
Llamamos alcance a la distancia horizontal recorrida por el proyectil desde que sale del cañón hasta que toca el suelo. Como el movimiento horizontal es uniforme, si llamamos d al
alcance, será: d= v° × t
Para obtener v° aplicamos la fórmula: v°= v¨°/ sen a. Para poder calcular d es necesario conocer t, tiempo que tarda el proyectil en llegar al suelo.
Pero la parábola es una figura geométrica, de modo que si el proyectil tarda (v°.sen á/g) en alcanzar su altura máxima, tardará otro tanto en volver al suelo. De modo que:
v°= v´° / cos a d= v´° × 2t= v° × cos a ×[( 2v° × sen a)/g]= (2 v°² × sen a × cos a)/ g . t=tiempo d=distancia v°=velocidad inicial v´°=velocidad inicial horizontal v¨°=velocidad inicial vertical
g= aceleración de la gravedad.
Cabe aclarar que durante el transcurso de este trabajo, la experiencia relatada anteriormente,
así como la teoría antes presentada fue parte de un trabajo diario durante las clases de física. Con éxito hemos confirmado nuestra hipótesis acerca de la fluidez y la dinámica que se llevó a cabo en dichas clases. El interés no solo por parte de alumnos, sino la sencillez y practicidad para el desarrollo de estos temas por parte del docente nos lleva a la grata confirmación que la propuesta de trabajo se refiere a componentes formales y básicos presentes en todo proceso de innovación educativa.
En definitiva, este trabajo pretende orientar las posibles iniciativas de innovación educativa que los docentes se propongan iniciar en sus respectivas aulas. La propuesta se ofrece como un esquema formal de tareas que pueden aplicarse a contenidos de innovación muy diversos
desde las formas de evaluar en el aula hasta los modos de participación de los estudiantes. Es
recomendable que las propuestas de cambio que elijamos se encuentren dentro de las posibilidades de cada uno, no importa que parezcan tan pequeñas como un granito de arena, lo importante es aprender a comprometerse a innovar, y comprobar que toda transformación por pequeña que parezca, si es auténtica, implica modificaciones en todos los aspectos.
Referencias Bibliográficas:
http://www.youtube.com/watch?v=BqZzdwisHy4&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=N0H-rv9XFHk&NR=1
http://www.youtube.com/watch?v=C7JlTyuCRA0&feature=related
