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Movimiento de Proyectiles

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MOVIMIENTO DE PROYECTILES

Si no hubiera gravedad podras lanzar una roca hacia el cielo, y seguira una trayectoria recta. Sin
embargo, debido a la gravedad, la trayectoria describe una curva. Una roca que se arroja, una bala
de can o cualquier objeto que se lanza por cualquier mtodo y contina movindose por su
propia inercia se llama proyectil. A los artilleros de la Antigedad, las trayectorias curvas de los
proyectiles les parecan muy complicadas. Hoy sabemos que esas trayectorias son
sorprendentemente sencillas, cuando examinamos por separado los componentes horizontal y
vertical de la velocidad.

El componente horizontal de la velocidad para un proyectil no es ms complicado que la velocidad


horizontal de una bola de bolos que rueda libremente por una pista horizontal. Si se pudiera ignorar
el efecto retardante de la friccin, no habra fuerza horizontal sobre la bola y su velocidad sera
constante. Rueda por su propia inercia y recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales.
El componente horizontal del movimiento de un proyectil es justo como el movimiento de la bola de
bolos en la pista. El componente vertical del movimiento de un proyectil que sigue una trayectoria
curva no es ms que el movimiento para un objeto en cada libre.

El componente vertical es exactamente igual a la de un objeto que cae libre hacia abajo. La
trayectoria curva de un proyectil es una combinacin de sus movimientos horizontal y vertical. El
componente horizontal de la velocidad para un proyectil es completamente independiente de la
componente vertical de la velocidad, cuando la resistencia del aire es tan pequea que se ignora.
Entonces, al componente horizontal constante de la velocidad no le afecta la fuerza de gravedad
vertical. Cada componente es independiente. Sus efectos combinados producen la trayectoria de
los proyectiles.

Proyectiles disparados horizontalmente

El movimiento de un proyectil, o movimiento balstico, se analiza muy bien en la figura, que


muestra una imagen mltiple simulada de una pelota que rueda y cae de la orilla de una mesa.
Examnala con cuidado, porque contiene mucha fsica excelente. A la izquierda se ven las
posiciones sucesivas a intervalos de tiempo iguales, de la pelota sin el efecto de la gravedad. Slo
se muestra el componente horizontal del movimiento de la pelota. A continuacin vemos el
movimiento vertical sin un componente horizontal. La trayectoria curva de la tercera parte se
analiza mejor considerando por separado los componentes horizontal y vertical del movimiento.
Se notan dos cuestiones importantes. La primera es que el componente horizontal de la velocidad
de la pelota no cambia conforme avanza la pelota que cae. Esa pelota recorre la misma distancia
horizontal en intervalos de tiempo iguales entre cada destello. Esto se debe a que no hay
componente de la fuerza gravitacional que acte en direccin horizontal. La gravedad acta slo
hacia abajo, por lo que la nica aceleracin de la pelota es hacia abajo. Lo segundo que se debe
observar es que las posiciones verticales se alejan entre s al transcurrir el tiempo. Las distancias
verticales recorridas son las mismas que si tan slo se dejara caer la pelota. Observa que la
curvatura de la trayectoria de la pelota es la combinacin del movimiento horizontal, que
permanece constante, y el movimiento vertical, que tiene la aceleracin debida a la gravedad.

La trayectoria de un proyectil que acelera slo en direccin vertical y que al mismo tiempo se
mueve en direccin horizontal con velocidad constante es una parbola. Cuando la resistencia del
aire es lo suficientemente pequea como para no tenerla en cuenta, como en el caso de un objeto
pesado que no adquiere gran rapidez, la trayectoria es parablica.

TALLER

1. En el momento en que se dispara un can apuntado horizontalmente en medio de una llanura


horizontal, se suelta otra bala junto al can y cae al suelo. Cul bala, la disparada o la que se
dej caer desde el reposo, llegar primero al suelo?
2. Por qu con el tiempo cambia el componente vertical de la velocidad de un proyectil, mientras
que el componente horizontal no cambia?
3. Supn que haces rodar una pelota sobre una mesa para que caiga al suelo. El tiempo que
tarda en golpear el suelo depende de la rapidez de la pelota? (Una pelota rpida tardar ms
en golpear el suelo?) Argumenta tu respuesta.
4. Se lanza una pelota horizontalmente desde el borde de un barranco, con una rapidez de 10
m/s. Cul ser su rapidez un segundo despus?
5. Un avin vuela horizontalmente con una rapidez de 1000 km/h (280 m/s), cuando se le cae un
motor. Sin tener en cuenta la resistencia del aire, el motor tarda 30 s en llegar al suelo. a) A
qu altitud vuela el avin? b) Qu distancia horizontal recorre el motor mientras cae? c) Si el
avin siguiera volando como si nada hubiera pasado, dnde estara el motor, en relacin con
el avin, cuando llega al suelo?
6. Calcula el tiempo en el aire de una persona que se mueve 3 m horizontalmente durante un
salto de 1.25 m de alto. Cul es su tiempo en el aire, si se mueve 6 m horizontalmente
durante este salto?

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