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LANZAMIENTO HORIZONTAL
DE UNA PELOTITA |
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ESTRATEGIAS PARA EL ESTUDIO
EXPERIMENTAL DEL TIRO HORIZONTAL |
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Al
realizar el estudio teórico del tiro horizontal
se plantea
la hipótesis de Galileo, según la cual el movimiento real
parabólico se puede obtener como una composición de dos
movimientos teóricos independientes: un movimiento horizontal
rectilíneo y uniforme a la velocidad del lanzamiento y un
movimiento vertical de caída uniformemente acelerado. Esta
hipótesis permite escribir las
ecuaciones de los
movimientos horizontal y vertical, de las cuales se
deduce una relación
constante entre las alturas y los alcances para cada velocidad
de lanzamiento. Dicha relación sirve para diseñar un sencillo
experimento, basado en medir alturas y los alcances
correspondientes.
Una
vez comentada esta estrategia, vamos a referirnos aquí a otro
experimento acerca del tiro horizontal, donde usaremos una cámara
digital sencilla y el programa Modellus para comprobar la
hipótesis de Galileo. |
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FILMACIÓN DEL LANZAMIENTO |
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Para
estudiar el tiro horizontal con Modellus, se precisa grabar en el laboratorio un
lanzamiento horizontal realizado en condiciones experimentales
adecuadas. Para lanzar la pelotita con una velocidad determinada
se puede usar un plano inclinado que proporciona esa velocidad a la
pelota antes de que ruede por la mesa. El tiro horizontal
comienza cuando la pelota sobrepasa el borde de la mesa con esa
velocidad horizontal. El diseño experimental incluye la medida
de la altura de la mesa como valor de referencia para tomar
otras mediciones sobre la filmación.
Una vez realizada la
filmación usamos un programa de tratamiento de videos para recortar el pedazo
que corresponde al tiro horizontal y darle un formato adecuado
para insertarlo en una animación Modellus ("avi"). |
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ESTUDIO EXPERIMENTAL CON
MODELLUS |
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Volcamos el
clip de video sobre una
página Modellus vacía y usamos la herramienta de medición que
proporciona el programa para establecer la equivalencia entre m y pixeles (aprovechando el dato de la altura de la mesa) Tenemos también
en cuenta la duración de la caída y la medida del alcance
horizontal (realizada sobre la misma grabación) para obtener la
velocidad horizontal del lanzamiento.
Con todos estos
datos ya podemos escribir como modelo físico-matemático
de la simulación las ecuaciones de los movimientos
teóricos horizontal y vertical. Una vez hecho esto
completamos la simulación colocando en la pantalla tres
pelotitas virtuales que realicen respectivamente el
movimiento horizontal, el movimiento vertical y la
composición de ambos. Finalmente se trata de evaluar el
grado de concordancia entre el movimiento real (filmado)
y el movimiento virtual de la esta última pelotita
(simulación).
Se adjuntan, a
modo de ejemplo, dos animaciones con la participación de
alumnos de Bachillerato. |
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REALIZACIÓN DEL
EXPERIMENTO EN CIENCIA EN ACCIÓN |
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Este
experimento lo incorporamos al trabajo presentado en el
concurso
Ciencia en Acción 11, cuya final se celebró en
octubre de 2010 en Santiago de Compostela. 4 alumnos de
Bachillerato invitaron a los visitantes participar en el
experimento, comprobar la hipótesis de Galileo,
y llevarse la animación, protagonizada por ellos, de
recuerdo. Fueron premiados con una Mención de Honor del
Jurado por el trabajo. La
animación adjunta corresponde a uno de estos
experimentos.
Ficha técnica del
experimento en la Web de Ciencia en Acción
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Departamento de Física y Química del IES "Leonardo Da Vinci" |