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Movimiento parabólico          
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Funcionamiento      
     
Simulación de...                      

Éste applet simula el movimiento de caída libre en dos dimensiones de un objeto sin rozamiento con el aire.

El objeto lo lanzaremos con una velocidad determinada, con un ángulo de salida y desde una altura para que caiga al suelo después de describir una trayectoria parabólica.

El suelo dispone de un sistema de 3 alturas variables separadas por 2 paredes verticales que permiten simular edificios, árboles...

Por ejemplo: podemos simular el movimiento de un balón que lo lanzamos desde el suelo (definimos el módulo y la dirección de la velocidad) y queremos saber si llegará a la azotea de un edificio de una altura determinada situado a una cierta distancia.

Para el lanzamiento tenemos que definir los parámetros iniciales: altura inicial, módulo de la velocidad y ángulo del lanzamiento.

Mientras tiene lugar el movimiento del objeto podemos visualizar la trayectoria (parabólica) del objeto así como la situación de la pelota en cada segundo transcurrido a lo largo de la trayectoria y también en las proyecciones verticales y horizontales..

Una vez iniciado el movimiento (botón Inicio), éste continúa hasta que el objeto choca con el suelo o con cualquier pared vertical. En cualquiera instante podemos pausar el movimiento y después continuarlo (botón Pausa/Continúa) para observar con detenimiento la situación y las magnitudes asociadas al objeto.

Con las flechas de desplazamiento rojas, también podemos manualmente modificar los parámetros de entrada, la situación de los suelos y paredes así como poner el objeto en cualquier punto de su trayectoria.

   
                     
           
                     
     
                     
 
 
Parámetros de entrada

Para cada lanzamiento, es preciso definir los siguientes parámetros en la barra de entrada.

  • Altura inicial (yo) desde donde se efectúa el lanzamiento del objeto, expresada en metros (m).
  • Velocidad inicial (vo) módulo de la velocidad del lanzamiento, expresada en metros por segundo (m/s). Lógicamente siempre positiva, al ser un módulo.
  • Ángulo inicial (alfa) con el que se lanza el objeto, expresado en grados (sexagesimales). Su valor puede ser positivo o negativo según si el lanzamiento es hacia arriba o hacia abajo.

Para facilitar la entrada de datos, podemos también definir estos mismos parámetros iniciales del movimiento con el ratón (arrastrando las flechas rojas). El módulo y el ángulo de la velocidad los podemos modificar ambos a la vez con la punta roja del vector velocidad.

   
Valores de salida

En cualquier instante de la animación podemos leer los siguientes valores en la barra de salida:

  • Posición hortizontal (x) del objeto expresada en metros (m).
  • Posición vertical (y) del objeto expresada en metros (m).
  • Velocidad (v) módulo de la velocidad del objeto expresada en metros por segundo (m/s).
  • Componente horizontal de la velocidad (vx) del objeto expresada en metros por segundo (m/s).
  • Componente vertical de la velocidad (vy) del objeto expresada en metros por segundo (m/s).
  • Ángulo (alfa) de la velocidad respeto la horizontal expresado en grados (sexagesimales).
  • Aceleración vertical (ay) del objeto en este instante expresada en m/s². Lógicamente este valor se mantiene constante y la aceleración horizontal no aparece en el applet porque es nula en todo momento.
  • Tiempo en segundos (s) transcurrido desde el momento del inicio del movimiento.
   
Otros elementos de control                                    

Con cuadros de validación podemos:

  • Visualizar o no el vector velocidad (color azul).
  • Visualizar o no el vector aceleración (color verde).
  • Ver o no la trayectoria previamente al lanzamiento del objeto.
  • Mostrar o no las posiciones del objeto en cada segundo transcurrido a lo largo de la trayectoria así como sus proyecciones horizontales y verticales.
  • Ajustar los parámetros de entrada y las posiciones de los suelos y paredes a valores predeterminados (múltiplos de...) si los modificamos con el ratón.
  • Ver una cuadrícula que facilita la situación con el ratón así como la lectura de valores de las posiciones verticales y horizontales.
  • Mover el objeto a su correspondiente posición pero de segundo en segundo.

Para facilitar el uso de este applet hay un desplegable que permite rápidamente elegir configuraciones predeterminadas correspondientes a situaciones interesantes para el estudio del movimiento parabólico: lanzamiento horizontal, lanzamiento con obstáculo delante...

La escala del applet la podemos modificar con los tres botones de la parte inferior izquierda. Con las lupas podemos aumentar o disminuir el zoom manualmente. Con la letra A (automática) la escala será la adecuada para poder ver la totalidad de la trayectoria del objeto.

 
           
 
Veremos...                                
  • El movimiento del objeto hasta que choca con un suelo o una pared.
  • Los vectores velocidad y aceleración (dibujados sobre el objeto proporcionalmente a su valor).
  • La trayectoria parabólica del objeto con su posición en cada segundo transcurrido.
  • Las proyecciones horizontal y vertical de les posiciones del objeto en cada segundo de la trayectoria.
  • Los valores asociados al balón en cada instante (posición, velocidad, aceleración y tiempo).