Sistemas de referencia, trayectoria, posición y desplazamiento


Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.




    I.- En esta escena podrás observar y diferenciar los siguientes conceptos necesarios para el estudio de un movimiento: trayectoria, vector desplazamiento, vector de posición.

v = velocidad inicial a = ángulo de lanzamiento t = tiempo p1 = posición del punto p1 p2 = posición del punto p2

    1.- Indica qué parámetros hacen variar la trayectoria.

    2.- Indica qué parámetros hacen variar los vectores de posición.

    3.- Indica qué parámetros hacen variar el vector desplazamiento.

 

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    II.- En esta escena podrás observar además de lo que has visto en la anterior cómo varían los parámetros anteriores al situar el sistema de referencia fuera del origen de coordenadas.

v = velocidad a = ángulo de lanzamiento t = tiempo p1 = posición del punto p1 p2 = posición del punto p2 xp, yp = coordenadas x, y del nuevo sistema de referencia respecto al sistema de referencia situado en el origen de coordenadas

    4.- Indica qué parámetros varían al desplazar el sistema de referencia respecto al situado en el origen


Lanzamiento horizontal




 

En este tipo de lanzamiento la velocidad inicial, vo, no tiene componente vertical. El origen del sistema de referencia lo tomaremos en el suelo debajo del lugar de lanzamiento.


1. Bombardeo contra un blanco fijo.

El objetivo del programa es el de bombardear un blanco desde un avión en vuelo horizontal a velocidad constante.

La intuición juega un papel importante en la búsqueda de la solución de este problema. Algunos estudiantes, sitúan el avión justo encima del blanco en el momento en el que dejan caer la bomba. Tras el primer error, se dan cuenta que la bomba se ha de dejar caer cuando el avión está a una determinada distancia del blanco, que dependerá de la velocidad del avión y también, de su altura sobre el blanco.

 

horizontal

Cuando el avión deja caer la bomba, esta sale con la misma velocidad horizontal que el avión, de modo que las componentes de su velocidad inicial son v0x=v0 y v0y=0

Conocida la altura a la que vuela el avión y su velocidad mediante las ecuaciones del tiro parabólico se puede hallar fácilmente el alcance horizontal de la bomba, es decir, la distancia desde el punto en que la dejó caer el piloto y el impacto sobre el suelo

La composición de movimientos nos indica que mientras la bomba cae, se desplaza horizontalmente una distancia igual al producto de la velocidad del avión por el tiempo que tarda en caer. Como podemos observar, el avión y la bomba están siempre en la misma vertical.

Las ecuaciones de movimiento son: (θ=0º)

x=v0·t
y=h
-gt2/2 
vx=v0 constante
      vy= -g.t
 

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Propuesta de trabajo.

 Haz los cálculos a mano y después compruébalos.

Un globo aerostático vuela a 100 m de altura del suelo. si cuando su velocidad es de 25 m/s deja caer una bolsa de lastre, calcula prescindiendo del rozamiento del aire :

El punto donde toca en el suelo (supuesto horizontal).

El tiempo que tarda en caer.

La velocidad a los 3 s  de soltar el lastre.

Resuelve en tu cuaderno:
Un avión  vuela a 2000 m de altura, desea bombardear un objetivo cuando su velocidad es de 900 km/h.
¿A qué distancia  del mismo (supuesta horizontal) debe soltar la bomba si quiere hacer un blanco perfecto?
¿Cuánto tiempo tarda la bomba en caer? ¿Con qué velocidad lo hace?