Experimentos sobre el tiro horizontal y el tiro oblicuo

Estudio teórico del tiro horizontal

 
 
 

LANZAMIENTO HORIZONTAL DE UNA PELOTITA

 

ESTRATEGIAS PARA EL ESTUDIO EXPERIMENTAL DEL TIRO HORIZONTAL

 

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.

 

 

FILMACIÓN DEL LANZAMIENTO

 

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").

 

 

ESTUDIO EXPERIMENTAL CON MODELLUS

 

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.

 

 

Clic aquí descarga la animación para Modellus 2.5 (32 bits). Clic aquí la descarga para Modellus 3 (64 bits)

 

 

Clic aquí descarga la animación para Modellus 2.5 (32 bits). Clic aquí la descarga para Modellus 3 (64 bits)

 

REALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO EN CIENCIA EN ACCIÓN

 

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

 

 
Clic aquí descarga la animación (sólo para Modellus 2.5, 32 bits)
 

Departamento de Física y Química del IES "Leonardo Da Vinci"