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Física avanzada 1 (AP Physics 1)
Curso: Física avanzada 1 (AP Physics 1) > Unidad 2
Lección 5: Proyectiles lanzados en ángulo- Un proyectil lanzado en un ángulo
- El ángulo óptimo para un proyectil (parte 1): las componentes de la velocidad inicial
- Vectores de proyectiles lanzados en ángulo
- Comparar trayectorias de proyectiles
- Repaso de proyectiles lanzados en ángulo
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Repaso de proyectiles lanzados en ángulo
Aprende sobre los vectores del movimiento de proyectiles y cómo el ángulo de lanzamiento impacta la trayectoria.
Términos clave
Término | Significado | |
---|---|---|
Ángulo de lanzamiento | El ángulo de la velocidad inicial de un proyectil cuando se mide desde la dirección horizontal. Estos ángulos son típicamente de 90, degree o menos. |
Los vectores de los proyectiles lanzados en ángulo
Aceleración vertical constante
La única aceleración de un proyectil es la aceleración hacia abajo debido a la gravedad (ver Figura 1). La aceleración vertical siempre es igual a 9, point, 8, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, squared, end fraction y apunta hacia abajo a lo largo de toda de la trayectoria, sin importar cómo se haya lanzado el proyectil.
No hay aceleración horizontal
Nada acelera un proyectil horizontalmente, por lo que la aceleración horizontal siempre es cero.
La velocidad horizontal es constante
La velocidad horizontal del proyectil es constante a lo largo de la trayectoria completa (ver Figura 2 abajo) porque la gravedad solo actúa hacia abajo en la dirección vertical.
La velocidad cambia de dirección y magnitud durante la trayectoria
Antes de que el objeto alcance la altura máxima, la rapidez vertical v, start subscript, y, end subscript de un proyectil disminuye, porque la aceleración es en la dirección opuesta. La dirección de la velocidad es inicialmente hacia arriba, ya que la altura del objeto está aumentando (ver Figura 3 más abajo).
La velocidad vertical se hace cero en la altura máxima del proyectil. La rapidez vertical comienza a aumentar después de la altura máxima ya que la aceleración es en la misma dirección (ver Figura 3 más abajo). Cuando la altura del objeto disminuye, la dirección de la velocidad vertical es hacia abajo.
Analizar las trayectorias de lanzamientos en ángulo
Componentes de la velocidad inicial
Para ver cómo descomponer el vector de velocidad total en las componentes horizontales y verticales usando trigonometría, ve el artículo sobre análisis de vectores.
Comparaciones de la trayectoria para distintos ángulos de lanzamiento
El siguiente diagrama muestra las trayectorias para diferentes ángulos de lanzamiento que tienen la misma velocidad inicial. El ángulo de lanzamiento determina la altura máxima, el tiempo en el aire y la distancia horizontal máxima del proyectil.
Los ángulos de lanzamiento más grandes tienen una mayor altura máxima
La altura máxima está determinada por la velocidad vertical inicial. Puesto que los ángulos de lanzamiento más inclinados tienen una mayor componente de velocidad vertical, el ángulo de lanzamiento incrementa la altura máxima (ver Figura 5 arriba).
Los lanzamiento a ángulos mayores tienen mayor tiempo en el aire
El tiempo en el aire se determina por la velocidad vertical inicial. Puesto que los ángulos de lanzamiento más pronunciados tienen una componente de velocidad vertical mayor, aumentar el ángulo de lanzamiento incrementa el tiempo en el aire. Para explicaciones más profundas sobre la relación entre el tiempo del proyectil en el aire y la velocidad vertical inicial, mira un video sobre el ángulo óptimo para un proyectil.
La distancia horizontal máxima de un proyectil depende de la velocidad horizontal y el tiempo en el aire
Los ángulos de lanzamiento más cercanos a 45, degree resultan en un mayor distancia horizontal máxima (rango) si la velocidad inicial es la misma (ver Figura 5 arriba). Estos lanzamientos tienen un mejor equilibrio de las componentes de la velocidad inicial, lo que optimiza el tiempo en el aire y la velocidad horizontal (ver Figura 4).
Errores conceptuales comunes
- Hay personas que suelen confundir las componentes horizontales y verticales de la aceleración y la velocidad. La aceleración es una constante con un valor de 9, point, 8, start fraction, start text, m, end text, divided by, s, squared, end fraction y apunta hacia abajo (ver Figura 1) porque la gravedad es la única fuente de la aceleración. Esta aceleración cambia solamente la velocidad vertical, por lo que la velocidad horizontal es constante.
- Algunas personas no recuerdan qué es cero en la altura máxima. La velocidad vertical es cero en este punto, pero todavía hay velocidad horizontal y la aceleración sigue siendo hacia abajo.
Aprende más
Para obtener explicaciones más detalladas, consulta nuestro video sobre cómo encontrar el ángulo de lanzamiento óptimo para un proyectil y
nuestro video sobre cómo encontrar el desplazamiento horizontal de un proyectil lanzado en ángulo.
Para verificar tu comprensión y trabajar para dominar estos conceptos, revisa los ejercicios: analizar vectores para trayectorias de proyectiles y vectores y comparar múltiples trayectorias.
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