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Conceptos de Movimiento
 
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Caída Libre

En ausencia de arrastre por fricción, un objeto cerca de la superficie de la Tierra, caerá con una aceleración de la gravedad constante g. Se pueden calcular la velocidad y la posición en cualquier momento, a partir de las ecuaciones del movimiento.

Aquí se ilustra la situación, donde un objeto se libera desde el reposo. Se puede predecir su posición y velocidad, para cualquier momento despues. Puesto que todas las cantidades está dirigidas hacia abajo, en este caso se toma esa dirección como positiva.

> En el tiempo t = s despues de liberarse,
la velocidad es vy = m/s = pi/s ,

La distancia desde el punto de partida será
y = m= pi.
Entrar datos en cualquier casilla y hacer clic fuera de ella.

Note que puede entrar una distancia (altura) y hacer clic fuera de la casilla, para calcular el tiempo de caida y la velocidad de impacto, en ausencia de fricción de aire. Pero el cálculo asume que la aceleración de la gravedad en la superficie es g = 9.8 m/s2, de modo que si la altura es suficientemente grande para cambiar significtivamente la gravedad, los resultados serán incorrectos.

Caida Libre con Fricción de Aire
Caida Libre desde Gran Altura
Caida Libre con Temporizador de Encendido
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Conceptos sobre Trayectorias
 
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Pico a m a
t= s

Trayectoria Vertical

El movimiento vertical bajo la influencia de la gravedad, se puede describir con las ecuaciones básicas del movimiento. Dada una aceleración de la gravedad constante g, se puede calcular la posición y velocidad en cualquier momento desde las ecuaciones del movimiento:

Puede entrar valores para la velocidad de lanzamiento y tiempo en las casillas de abajo, y hacer clic fuera de ellas para realizar el cálculo.

Para una velocidad de lanzamiento v0y = m/s =pi/s
y tiempo t = s ,

Los valores de abajo son valores de salida; esas casillas no aceptan entradas para calcular. La velocidad será
vy = m/s = pi/s
y la altura será y = m = pi.
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Cálculo
 
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Lanzamiento Horizontal

Se pueden calcular todos los parámetros de un lanzamiento horizontal, con las ecuaciones del movimiento, asumiendo una aceleración de la gravedad hacia abajo de 9.8 m/s2.

Tiempo de vuelo
t = s
Velocidad de impacto vertical
vy = m/s
Velocidad de lanzamiento
v0 = m/s
Altura de Lanzamiento
h = m
Distancia horizontal (Rango)
R = m

El cálculo se inicia haciendo click sobre la cantidad a calcular en la fórmula de la ilustración.

Incluye Aparato de Demostración
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Trayectoria Balística General

El movimiento de un objeto bajo la influencia de la gravedad está determinado totalmente por la aceleración de la gravedad, la velocidad de lanzamiento y el ángulo de lanzamiento, suponiendo que la fricción del aire es insignificante. Se pueden separar los movimientos horizontal y vertical y describirlo por las ecuaciones del movimiento general para aceleración constante. En las ecuaciones se usan las componentes del vector de la velocidad inicial. El diagrama muestra trayectorias con la misma velocidad de lanzamiento, pero diferentes ángulos de lanzamiento. Note que las trayectorias de 60 y 30 grados, tiene el mismo rango, igual que lo tienen cualquier par de lanzamientos con ángulos complementarios. El lanzamiento de 45 grados, da la máxima distancia horizontal (rango máximo).
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Cálculo
 
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Para una velocidad de lanzamiento v0 = m/s, ángulo de lanzamiento θ = grados: y tiempo t = seg:

Velocidad horizontal
vx =m/s.
Distancia horizontal x = m.
Velocidad vertical
vy = m/s.
Posición vertical
y = m.
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Para un lanzamiento vertical
v0 = m/s,
ángulo de lanzamiento
θ = grados,
El rango horizontal es
R = m.
El tiempo total de vuelo es
t = s.
La altura máxima es
h = m.
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¿Pasará la valla?

La ecuaciones básicas del movimiento se pueden resolver simultáneamente para expresar y en términos de x.

Para una velocidad de lanzamiento
v0 = m/s = pi/s, ángulo de lanzamiento
θ = grados,
y rango horizontal
x = m = pi.,


la altura calculada es
y = m = pi.
El tiempo de vuelo es
t = s.

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¿Donde Aterrizará?

Las ecuaciones básicas del movimiento, da las componentes x e y en función del tiempo. La solución de la distancia horizontal en términos de la altura y es util, para calcular rangos en situaciones donde el punto de lanzamiento no está al mismo nivel que el punto de aterrizaje.
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¿Donde Aterrizará?

Las ecuaciones básicas del movimiento, da las componentes x e y en función del tiempo. La solución de la distancia horizontal en términos de la altura y es util, para calcular rangos en situaciones donde el punto de lanzamiento no está al mismo nivel que el punto de aterrizaje.

Velocidad de lanzamiento
v0 = m/s = pi/s,
ángulo de lanzamiento
θ = grados,
y altura de la trayectoria
y = m = pi.,
Los dos tiempos calculados son
t1 = s y
t2 = s.
Los rangos correspondientes son
x1 = m =pi.
y
x2 = m =pi.
Note que en la ilustración el valor de y es hacia abajo y se supone que la dirección positiva es hacia arriba. Para reproducir el escenario en el diagrama, el valor de entrada de y, debería ser negativo.

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Velocidad de Lanzamiento

Si se conoce el ángulo de lanzamiento, se puede calcular la velocidad de lanzamiento desde el rango (distancia horizontal). Tambien se puede calcular si se conocen la altura máxima y el rango, porque se puede determinar el ángulo.

De la relación de rango, se puede calcular la velocidad de lanzamiento. Para un rango
R = m = pi.,
y ángulo de lanzamiento
θ = grados,

la velocidad de lanzamiento es
v0 = m/s = pi./s.



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Velocidad de lanzamiento

Si se conoce el ángulo de lanzamiento, se puede calcular desde el rango la velocidad de un proyectil. También se puede calcular si se conocen la altura máxima y el rango, puesto que el ángulo se puede determinar.

Para un rango
R = m = pi.,
y altura de pico
h = m = pi.,

la velocidad de lanzamiento es
v0m/s = pi/s.

El ángulo de lanzamiento requerido es
θ = grados.
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Ángulo de Lanzamiento

Las variaciones del ángulo de lanzamiento de un proyectil, cambiará el rango. Si se conoce la velocidad de lanzamiento, se puede calcular el ángulo de lanzamiento requerido para un rango deseado., a partir de las ecuaciones del movimiento.

De la relación de rango, se puede determinar el ángulo de lanzamiento. Para un rango
R = m = pi.,
y velocidad de lanzamiento
v0 = m/s = pi/s.
hay dos soluciones para el ángulo de lanzamiento.

θ1 = grados,

θ2 = grados,


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