Un proyectil es cualquier objeto que es lanzado. Este puede ser un balón de baloncesto, de
fútbol una flecha o una bala de cañón.
Una vez el proyectil es lanzado la única fuerza que actúa es la fuera
gravitacional debido a la acción de la aceleración gravitacional de la
Tierra. El movimiento de proyectil sigue
una trayectoria que es en forma de una parábola.
El movimiento de un proyectil es un ejemplo clásico del
movimiento en dos dimensiones con aceleración constante. Un proyectil es
cualquier cuerpo que se lanza o proyecta por medio de alguna fuerza y continúa
en movimiento por inercia propia. Un proyectil es un objeto sobre el cual la
única fuerza que actúa es la aceleración de la gravedad. La gravedad actúa para
influenciar el movimiento vertical del proyectil. El movimiento horizontal del
proyectil es el resultado de la tendencia de cualquier objeto a permanecer en
movimiento a velocidad constante.
El término proyectil se aplica
por ejemplo a una bala disparada por un arma de fuego, a un cohete después de
consumir su combustible, a un objeto lanzado desde un avión o en muchas
actividades deportivas (golf, tenis, fútbol, béisbol, atletismo etc.). Los
fuegos artificiales y las fuentes del agua
son ejemplos del movimiento de proyectiles. El camino seguido por un
proyectil se denomina trayectoria. El estudio del movimiento de proyectiles es
complejo debido a la influencia de la resistencia del aire, la rotación de la
Tierra, variación en la aceleración de la gravedad.
La ciencia encargada de hacer el estudio del movimiento de
los proyectiles se llama balística.
Experiencia de Galileo Galilei
El hombre conocía las trayectorias parabólicas aunque no las
denominaba así y experimentaba con tiros parabólicos (Por ejemplo, recuerde las
destrezas de David frente a Goliat). Galileo fue el primero que dio una
descripción moderna y cualitativa del movimiento de proyectiles dando las bases
para su conocimiento y demostró que la trayectoria de cualquier proyectil es
una parábola.
Galileo realizó un experimento
con dos objetos: impulsó uno horizontalmente desde una mesa y dejó caer otro
cuerpo desde el borde verticalmente. Al dejar caer un cuerpo A verticalmente =
0 y lanzando horizontalmente en el mismo instante un objeto B con una velocidad
horizontal ( ), Galileo Galilei comprobó que ambos caen al mismo tiempo; es
decir tardan lo mismo en llegar al suelo.
El objeto A, en Caída libre tiene solamente la velocidad
vertical en un instante t y posee una aceleración que es la de gravedad, luego
está dotado de un movimiento uniformemente acelerado. El objeto B está animado
en ese instante t de dos movimientos y como consecuencia de dos velocidades
perpendiculares: la velocidad vertical de caída y la velocidad horizontal
debido al impulso de lanzamiento.
Como los objetos A y B tardan lo mismo en caer, Galileo
concluyó que la velocidad horizontal debido al movimiento uniforme, ya que el
cuerpo no posee aceleración, no influye en el movimiento de caída del cuerpo B
, o sea, que las velocidades y actúan
simultáneamente sobre B , pero en forma independiente la una de otra. Quiere
decir que el cuerpo B se mueve como consecuencia de la acción de dos
movimientos: uno uniformemente acelerado (vertical), con una aceleración igual
a la de gravedad () y otro uniforme (horizontal), con aceleración igual a cero.
Las ecuaciones del movimiento,
resultado de la composición de un movimiento uniforme a lo largo del eje X, y
de un movimiento uniformemente acelerado a lo largo del eje Y, son las
siguientes:
Las ecuaciones paramétricas de la
trayectoria son
x=v0·cosθ·t
y=v0·senθ·t-gt2/2
Eliminado el tiempo t, obtenemos
la ecuación de la trayectoria (ecuación de una parábola)
¿QUÉ ES EL MOVIMIENTO PARABÓLICO?
El movimiento parabólico es el movimiento de una partícula o cuerpo rígido describiendo su trayectoria una parábola. Por ejemplo, el balón de fútbol cuando es chutado por un jugador y cae al suelo es un movimiento parabólico.
El movimiento parabólico se puede analizar como la unión de dos movimientos. Por un lado, la trayectoria en la proyección del eje de las x (el eje que va paralelo al suelo) describirá unmovimiento rectilíneo uniforme. Por otro lado, la trayectoria de la partícula al elevarse o caer verticalmente (en proyección sobre el eje de las y) describirá un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, donde la aceleración es la gravedad.
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