Práctica 3. Lanzamiento de proyectiles

Objetivo

El alumno aplicara los conceptos vistos en clase para el estudio de un lanzador de proyectiles en el laboratorio comparando los resultados calculados con el experimento.

Motivación

En clase se ha realizado el análisis del lanzamiento de un proyectil, mostrando que los conceptos básicos se pueden escribir matemáticamente llevándonos a obtener ecuaciones o formulas y se han resuelto ejercicios marcados en el libro. Ahora vamos a analizar un sistema real en el laboratorio, con ayuda de un lanzador y comparemos el análisis matemático con la situación real del lanzamiento. Identificando y cuantificando las variables del lanzador. A esto se le llama caracterizar el lanzador.

Teoría

Prepara un resumen sobre:

1-      MRUA

2-      Lanzamiento de proyectiles

3-      Ley de Hooke

4-      Energía potencial elástica

Práctica 4. Fuerzas, arrastre y fricción

 OBJETIVO

Describir el movimiento de un cuerpo que es jalado sobre una superficie aplicando las leyes de Newton. Calcular la relación entre estas dos fuerzas y el peso del objeto.

INTRODUCCIÓN

Cuando empujamos un carro sobre la carretera, al iniciar el movimiento, sentimos que debemos hacer un gran esfuerzo antes de lograrlo, esto es debido a la fricción estática, pero una vez que está en movimiento nuestro esfuerzo al empujarlo para que continúe moviéndose es diferente, la oposición a éste esfuerzo le llamamos fuerza de fricción cinética, y resulta mucho menor que la fuerza de oposición antes de que el movimiento iniciara. Además sabemos que si le damos un fuerte empujón continuará moviéndose solo, unos metros más y nos podemos cuestionar ¿qué lo detiene? Pero que tanto puede influir el hecho de que tengamos el mismo carro moviéndose sobre otro tipo de superficie, como por ejemplo: sobre un campo de fútbol, sobre pavimento mojado, o en caso extremo sobre una pista de hielo.

Ahora analizaremos un experimento en el cual un cuerpo de masa M situado en una superficie nivelada se jala con una cuerda a de la que cuelga una masa (m), como se muestra en el siguiente diagrama. Al soltar la masa m comenzará a caer y M se moverá por la superficie horizontal.

Práctica 5. Conservación de la energía

 

OBJETIVO: Verificar la conservación de la energía mecánica.

Material requerido.-

                Riel de mínima fricción

                Polea con soporte p/Riel

                Computadora.

                Interface.

                Fotocompuerta auxiliar.

                Carro dinámico

                Balanza. 

                Juego de pesas.              

                1.5 m de hilo.

               
Realizar una investigación sobre el tema para tu resumen. Energía mecánica, conservación de la energía.

Práctica 6. Conservación del momento

 Conservación del momento

Objetivo

Estudiar, analizar, recrear y observar los distintos choques elásticos. Demostrar la conservación del momento lineal

Resumen

En la presente práctica se presentará la conservación del momento lineal por medio de colisiones con el uso de dos deslizadores, en el cual, uno se encontrará en reposo mientras el otro le impacta, esto será posible haciendo el uso de un lanzador. Con ayuda de un la interface y dos fotocompuertas se registrará los datos en la computadora para efectuar los cálculos y demostrar dicha conservación en esta práctica.

Marco teórico (Investiga para tu resumen)

Momento lineal

Conservación del momento lineal

Colisiones

Practica 7. Centro de masas, Movimiento del centro de masas

Centro de masas, Movimiento del centro de masas

Objetivo

Encontrar el centro de masas de un cuerpo y analizar su movimiento respecto al resto del objeto.

Introducción

Si lanzamos un bate de béisbol en el aire, su movimiento es complicado,  cada parte del bate se mueve en una manera diferente de cualquier otra.

No se puede representar el bate como una partícula, en cambio, se trata de un sistema de partículas.

Un objeto ordinario, como un bate de béisbol, contiene tantas partículas (átomos) que lo podemos tratar como una distribución continua de materia. Entonces ¿cómo podremos estudiar su movimiento?, una manera fácil es encontrar su centro de masas y trabajar con este punto.

Centro de masa

El centro de masa de un cuerpo o un sistema de partículas es el punto que se mueve como si toda la  masa se concentrara allí y todas las fuerzas externas se aplicaran sobre él.

Figura 1. El punto de de equilibrio es el centro de gravedad.

Encontrar el centro de masa de un objeto de geometría regular y además de densidad uniforme es fácil y quizás común para nosotros.

El centro de masa coincide con el centro de gravedad cuando el cuerpo está en un campo gravitatorio uniforme.

Pero si el objeto no fuese de geometría regular o que su densidad no sea uniforme.

Figura 2. Centro de gravedad o de masa.

Desarrollo

                Material

-          1 Figura regular

-          1 Figura irregular

-          1 Soporte universal

-          1 Mordaza

-          1m hilo

-          1 Plomada

-          1 Objeto geométrico irregular (el alumno lo debe de traer, martillo, bate, botella, plastilina o juguete)

Procedimiento experimental

-          Sacar el centro de masa de un objeto, geométricamente regular

-          Ahora de un objeto de geometría irregular

 

Figura 3. Buscando el centro de gravedad.

 

¿Cómo sacarías el centro de masa de un bate?

- para ejemplificar tu respuesta, a la pregunta anterior, encuentra el centro de masa del objeto que trajiste (tridimensional).

Movimiento del centro de masa.

-         Si este objeto lo lanzas hacia un compañero, ¿este describe un tiro parabólico?

    Por ultimo lanzar el objeto y grabar el vídeo pasarlo a la computadora y analizar su trayectoria.

Figura 4. Trayectoria de un bate. Observa como los extremos se mueven diferente.

Práctica 8. Movimiento circular y aceleración centrípeta

Fuerza centrípeta

Mediante este experimento de física podrás determinar la fuerza centrípeta de un cuerpo que gira en movimiento circular uniforme. Se experimentara con dos métodos para calcular dicha fuerza. En uno deberás medir distancias con una regla, en el otro contar vueltas.

En la conclusión deberás comparar los resultados obtenidos, por ambos métodos y describir como se complementan.

Objetivos

Que los alumnos:

• Comprendan la acción de la fuerza centrípeta que actúa sobre un cuerpo en movimiento circular uniforme.
• Utilicen métodos experimentales para estudiar fenómenos físicos.

Descripción

En esta actividad, los alumnos realizarán un experimento cuyas variables pueden ser controladas para poder observar y analizar un fenómeno físico. En este caso, el movimiento circular y la fuerza centrípeta.

Fuerza centrípeta

En el movimiento circular uniforme, un cuerpo se mueve en una trayectoria circular a una velocidad de desplazamiento constante. Este movimiento es el que describe, por ejemplo, una piedra a la que hacemos girar atada a una soga. Si la hacemos girar más rápidamente, debemos agarrar la soga con mayor fuerza para que no se deslice de la mano permitiendo que la piedra se aleje y gire con un radio mayor. Da la sensación de que sobre la piedra actúa una fuerza que «la jala hacia afuera», a esta le llamamos fuerza centrífuga. Sin embargo, esta «fuerza centrífuga» en realidad no existe, ya que sobre la piedra actúa una fuerza que «la jala hacia adentro», en la dirección de la soga. Esta es la fuerza centrípeta.

Un cuerpo de masa m en movimiento circular uniforme de velocidad v y fuerza centrípeta F.

TAREAS

Para la primera actividad, para entregar el 13 de febrero, 2026. Les pongo aqui el material.

Primera actividad: realiza un resumen del primer capitulo del libro "Física para ingeniería y ciencias. Autores Wolfgang Bauer, Gary D. WestFall. Volumen 1"

• Enfoca el resumen que realices a la carrera que estas estudiando, o sea el resumen debe ser desde el punto de vista de un ingeniero en...
• Apoyate tambien del video de youtube: https://youtu.be/MoMwhfhLXkk?si=NAmk982EH9x6LzLW 

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN

FACULTAD DE INGENIERÍA

SECRETARÍA ACADÉMICA

INGENIERÍA FÍSICA

ASIGNATURA: Física General I                    HORAS TEÓRICAS: 60

ÁREA DISCIPLINARIA: Física                       HORAS PRÁCTICAS: 30

UBICACIÓN: 2^o Periodo                                  HORAS TOTALES: 90

INTRODUCCIÓN:

Iniciamos con esta materia un estudio detallado de mecánica, esta es la más antigua de las ciencias físicas, estudia el movimiento de los cuerpos. El cálculo de la trayectoria de una pelota de béisbol o de una sonda espacial enviada a Marte son algunos de los problemas que resuelve, lo mismo que el análisis de las trazas que forman las partículas elementales después de una colisión en los grandes aceleradores. Cuando se describe el movimiento, se trata de la parte de la mecánica denominada cinemática  (termino de origen griego que significa movimiento, como en cinema). Cuando se analizan las causas del movimiento, se refiere a la dinámica (otro término griego que significa fuerza, como en dinamita).

La Física es ante todo una ciencia experimental, a pesar de la elegancia matemática de alguna de sus teorías más complejas y abstractas. Por ello es indispensable que quienes realizan mediciones precisas coincidan en las normas de cómo expresar los resultados.

examen final por si les falto copiarlo

Universidad autónoma de Yucatán

Facultad de Ingeniería

Examen final de Física General 1

Alumno:___________________________ fecha de examen 3 de julio de 2020

Un esquiador de 70 kg  se coloca en reposo en la parte más alta de una semiesfera de hielo, de 10m de radio  y como no hay fricción empieza  a descender con aceleración constante. El esquiador se mantiene en una posición inclinada y no realiza ningún esfuerzo. A causa de la aceleración hay un momento en que se separa de la esfera tangencialmente y a partir de ahí se mueve en movimiento parabólico por el aire a que distancia de la semiesfera toca el piso. Al caer al piso también de hielo ¿cuál es el cambio en su cantidad de movimiento?

Para resolver hay que encontrar

     a)     Velocidad y ángulo con que inicia el movimiento parabólico

     b)     Velocidad con la que llega al piso

     c)     En el piso solo se moverá en dirección X, calcular el cambio en la cantidad de movimiento.

 Para resolver hay que encontrar

   1.     El punto donde deja de hacer contacto

   2.     La velocidad que lleva ahí y el ángulo

   3.     Con ello definir los valores iniciales para la trayectoria parabólica velocidad y ángulo

   4.     Encontrar la velocidad con la que llega al piso

   5.   En adelante solo se moverá sobre el piso, dirección X, entonces hay un cambio en la cantidad del movimiento.

Tercer serie de ejercicios

Solución de la primer serie de ejercicios