La cinemática y la dinámica son ramas de la FÃsica que se encargan de estudiar el movimiento de los objetos en la Tierra, poder observar este tipo de conceptos resulta realmente complicado en muchas ocasiones porque suelen ser muy abstractos, pero en realidad no lo son tanto.
La mayor parte de los conceptos que se refieren a estas ramas de la FÃsica se utilizan de una manera muy descriptiva como por ejemplo, movimiento uniformemente variado, caÃda libre y tiro parabólico; el problema de esto radica en que si no se comprenden este tipo de conceptos es muy difÃcil aplicarlos en la práctica.
En este experimento estudiaremos los tiros parabólicos, los mismos dependen en la Tierra únicamente de la fuerza de gravedad sobre los objetos cuando caen a cierto Angulo. Estos objetos al caer siempre describen una parábola cóncava hacia abajo. A continuación daremos todos los detalles acerca de los experimentos.
Materiales necesarios para realizar el experimento
- Un electro-imán casero.
- Un riel metálico por el cual se pueda deslizar una bola pequeña de acero.
- Una tabla completamente lisa.
- Una bola de acero pequeña que se deslice con facilidad.
- Papel carbón.
- Papel milimétrico.
Procedimiento a seguir para realizar el experimento de tiros parabolicos
- El primer paso a seguir es colocar el riel metálico sobre una superficie elevada, puede ser una mesa para que la bola de acero pequeña pueda salir disparada a gran velocidad por el riel. Asegúrate de que el riel quede ubicado justo en la orilla de la mesa para que la bola de acero no vaya a terminar rodando por toda la mesa, esto modificarÃa la velocidad de la bola de acero.
- Cuando tengas el riel colocado en la posición adecuada, debes proceder a armar el electro-imán casero, en caso de que no tengas uno en casa puedes hacerlo con mucha facilidad, solo necesitaras un clavo con núcleo de hierro, una baterÃa de 9 voltios y alambre de cobre galvanizado, no lo abordaremos profundamente porque no es el objetivo de este experimento.
- Una vez consigas el electro-imán, debes sujetar la bola de acero al clavo enrollado con el alambre de cobre en el dispositivo, cuando sueltes uno de los polos la bola iniciara su recorrido; se debe fijar el alambre y el clavo al extremo superior del riel, con la finalidad de que la bola comience siempre su viaje en el mismo punto, esto asegura que siempre adquiera la misma velocidad. De esta manera la parábola quedara mejor definida.
- Lo siguiente es colocar el papel milimétrico sobre la tabla y luego de este el papel carbón, asegúrate de que el papel carbón quede con la parte oscura pegada al papel milimétrico, asi cuando el balÃn golpee la tabla dejara una marca en el lugar de impacto. La tabla mencionada debe ser colocada justo delante de la trayectoria que seguirá el balÃn, para poder generar el patrón que se necesita, se debe deslizar la tabla la misma cantidad de veces tanto en x como en y.
- Para hacer esto se puede colocar el papel milimétrico como referencia en el suelo para asegurarnos de que siempre deslicemos la tabla en 45 grados, es decir, que si movemos la tabla 1 cm hacia la derecha o hacia la izquierda también debemos moverla 1 cm hacia atrás.
¿Que observaremos con el experimento?
Cuando el balÃn golpea la tabla con el papel carbón, podrás observar cómo se va produciendo al recorrer la tabla una media parábola.
Como las parábolas son funciones matemáticas en forma de U, veremos que se formara la misma forma pero invertida; debido que estarás dejando caer la bola de acero y no la estas lanzando hacia arriba, solamente se formara la mitad de la parábola.
Al retirar el papel carbón podemos trazar la trayectoria de la bola de acero.
Entre más cuidado tengamos al colocar la bola de acero en el riel y la tabla, mejor forma obtendrá la parábola.
El tipo de movimiento realizado fue producido únicamente por la acción de la fuerza de gravedad con el que se produjo la parábola es la razón por la cual se le llama tiro parabólico.
Explicacion del experimento de tiros parabolicos
Todo movimiento realizado en la Tierra se encuentra afectado por la fuerza de gravedad, este se trata de un campo de fuerza imposible de ver que atrae a los objetos al núcleo del planeta. La gravedad siempre afectara los movimientos en el mismo sentido, porque la fuerza atractiva siempre funciona hacia el centro de gravedad y con la misma intensidad, esta fuerza siempre tiene un valor constante en cualquier punto de la tierra.
Si un objeto es lanzado hacia el frente no importa que tan rápido vaya, será la gravedad la que siempre lo impulse hacia abajo, justamente es este sistema de fuerzas en el que uno tira hacia adelante y el otro hacia abajo lo que produce la forma adecuada en los tiros parabólicos.
Otro ejemplo que puedes tomar en cuenta para comprender mejor los tiros parabólicos es cuando lanzas una pelota al aire a una persona que se encuentra delante, fÃjate bien y te darás cuenta de que la pelota siempre va a describir una forma parecida a una parábola, mientras más alto se lance la pelota más clara será la parábola porque daremos tiempo suficiente a la fuerza de gravedad para que disminuya la altura del objeto y forme el patrón de la parábola invertida.
Quizás el experimento te parecerá un poco complicado, pero te será útil para comprender el efecto de la gravedad sobre los objetos de la Tierra y entender un poco más porque razón se realizan los tiros parabólicos y como funcionan.