INSTITUCION EDUCATIVA CARLOS HOLGUIN MALLARINO .SEDE MIGUEL DE POMBO. FISICA GRADO 11 TEMA: MOVIMIENTO PARABOLICO Y SEMIPARABOLICO ANALISIS DE IDEAS PREVIAS SEGÚN LECTURA EFECTO MAGNUS “.TIRO CON EFECTO” (EL CHANFLE) ¿Qué es el efecto Magnus? Imaginemos un objeto lanzado al aire, el objeto mostrará cierta trayectoria, debido a que se encuentra rotando, se verá modificada por ello. Siendo más claro, cualquier cosa que gire sobre sí misma al surcar los cielos, tendrá un comportamiento diferente comparado con un objeto similar que no rotara. Cuando el objeto rota, genera una corriente de aire a su alrededor, que será más rápida cuando circula a favor del movimiento general del cuerpo y más lenta en el lado opuesto, formándose así una diferencia de presión entre los extremos del objeto en rotación que crea una fuerza perpendicular a la corriente de aire generada. Esa fuerza es la que modifica la trayectoria original del objeto. Además del giro, la física explica un interesante fenómeno que ocurre en el cobro de tiros con pelota detenida, que causan el asombro de jugadores, aficionados y cronistas, donde estos últimos definen la jugada con palabras como "el balón hace un movimiento extraño, repentinamente cambia de dirección cuando parecía que abandonaba el terreno de juego por encima del horizontal y se incrusta en las redes". Lo que ocurre, explica la física, es que a cierta velocidad y tasa de giro el flujo del aire alrededor de la pelota en vuelo se vuelve turbulento y el aire fluye de manera irregular sobre la superficie de la pelota. Conforme pierde velocidad al acercarse a su objetivo el flujo de aire se vuelve estable de nuevo. Esta transición incrementa la caída del balón en una curva parabólica impredecible, al reducir su velocidad. Pero ¿esto verdaderamente tiene alguna aplicación o lo podemos percibir en la vida cotidiana? Sí, aunque no nos demos cuenta, el efecto Magnus se manifiesta en muchas situaciones. Véanse, como muestra, los comportamientos de las pelotas lanzadas “con efecto”, que tantas veces hemos contemplado en múltiples deportes (futbol, tenis, golf etc.) y que, consiguen tan curiosos movimientos gracias a diversos fenómenos físicos, estando el efecto Magnus entre ellos. Desde el diseño de armas a la aeronáutica, el estudio de este efecto ha encontrado múltiples campos de aplicación. Como se explica este efecto que un avión vuele? Expliquemos esto. La presión y la velocidad en un sistema abierto están relacionadas inversamente. Ósea a mayor velocidad, tenemos menor presión. Los cuerpos van hacia donde hay menos presión. Si soltamos la boquilla de un globo hinchado, el aire sale porque hay menos presión fuera que dentro del globo. Si apretamos con un émbolo un recipiente con gas en su interior y después lo soltamos, el émbolo volverá a su posición inicial, hasta que las presiones de dentro y de fuera estén igualadas. En nuestro caso, el cilindro creará una fuerza hacia arriba, debido a que allí hay menos presión. El ala de un avión crea el mismo efecto. Debido a la forma de su perfil, hay menos presión encima que debajo de él, por lo que, cuando la velocidad en el infinito (la del aire respecto al avión) llega a un valor, el avión se levanta. Lo mismo ocurre cuando desde un avión que vuela horizontalmente a cierta altura con velocidad constante se deja caer un bulto. Para el tripulante del avión, el bulto cae verticalmente ya que siempre lo percibe debajo de él, mientras que para un observador en Tierra el bulto se mueve parabólicamente, debido a su movimiento vertical combinado con el movimiento horizontal. La composición de un movimiento uniforme y otro uniformemente acelerado resulta un movimiento cuya trayectoria es una parábola. Un MRU horizontal de velocidad vx constante. Un MRUA vertical con velocidad inicial ya que se dirige hacia arriba. Este movimiento está estudiado desde la antigüedad. Se recoge en los libros más antiguos de balística para aumentar la precisión en el tiro de un proyectil. Denominamos proyectil a todo cuerpo que una vez lanzado se mueve solo bajo la aceleración de la gravedad. ECUACIONES DEL MOVIMIENTO PARABOLICO 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 de la trayectoria son x=v0·cosθ·t Y y=v0·senθ·t-gt2/2 Eliminado el tiempo t, obtenemos la ecuación de la trayectoria (ecuación de una parábola) Tiempo de vuelo Alcance máximo Altura máxima RESUELVA EN GRUPOS DE 3 Y ENTREGAR AL FINAL DE LA HORA. 1. Que es lo que modifica la trayectoria original de un objeto lazado al aire? 2. Por que las balas al ser disparadas soplan una brisa que puede ser percibida en un roce sutil? 3. Explica mediante una fórmula de proporcionalidad o mediante un ejemplo la expresión “a mayor velocidad menor presión” 4. Qué efecto produce la resistencia del aire sobre un objeto lanzado 5. Qué relación tiene el efecto Magnus con el movimiento parabólico? (Grafica o argumenta) Analiza las siguientes afirmaciones y coloca sobre la línea Verdadero o Falso: A. La velocidad horizontal (Vx) en el movimiento Parabólico, permanece constante durante todo el recorrido de la partícula _____ B. La velocidad vertical (Vy) en el movimiento Parabólico, permanece constante durante todo el recorrido de la partícula _____ C. La velocidad vertical (Vy) en el punto más alto del de la trayectoria en el movimiento Parabólico, es cero _____ D. Un movimiento parabólico se combinan dos: M.R.U. y M.U.V. _____ E. Cuando un proyectil describe un movimiento parabólico sobre el eje Y depende de la gravedad._____ F. El tiempo de vuelo de una partícula con Mov. Parabólico es el doble del tiempo que dura subiendo._____ G. El ángulo de inclinación con que se lanza un proyectil no es importante para determinar la trayectoria y su recorrido.____ I. Un jugador de futbol cobra un tiro libre con un ángulo menor de 45 grado anotando gol____ J. La velocidad en el eje y va disminuyendo a medida que alcanza la altura máxima._____