Cinemática e Movimento de Projéteis

Fonte: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics & Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA

Este experimento demonstra a cinemática do movimento em 1 e 2 dimensões. Este laboratório começará estudando o movimento em uma dimensão, sob aceleração constante, lançando um projétil diretamente para cima e medindo a altura máxima alcançada. Este laboratório verificará que a altura máxima atingida é consistente com as equações cinemáticas derivadas abaixo.

O movimento em 2 dimensões será demonstrado lançando a bola em um ângulo φ. Usando as equações cinemáticas abaixo, pode-se prever a distância até onde o projétil pousará com base na velocidade inicial, tempo total e ângulo de trajetória. Isso demonstrará movimento cinemático com e com aceleração nas direções y e x,respectivamente.

1. Movimento em 1 dimensão.

Obtenha uma bola, um lançador com um êmbolo, dois postes, um balde, dois grampos, um cabo de bungee, e um bastão de 2 m.
Conecte o lançador a um poste, com um poste de 2 metros de comprimento acima dele.
Use o êmbolo para colocar a bola no lançador com tensão máxima de mola.
Anguer o lançador diretamente para cima para que φ = 0.
Lance a bola e use um cronômetro para medir o tempo total que a bola leva para atingir...

Os resultados representativos das etapas 1 e 2 do procedimento acima estão listados abaixo na Tabela 1. Esta tabela registra a altura máxima que a bola atingiu em ambas as dimensões 1 e 2, com uma velocidade inicial conhecida e tempo total de voo. O valor do deslocamento vertical máximo medido experimentalmente é comparado ao calculado usando a Equação 15, o valor que também é encontrado abaixo. A tabela também registra o deslocamento horizontal...

A cinemática é usada em uma ampla gama de aplicações. Os militares usam essas equações cinemáticas para determinar a melhor maneira de lançar balística. Para uma melhor precisão, o arrasto da resistência ao ar está incluído nas equações. Os fabricantes de carros usam cinemática para descobrir velocidades máximas e distâncias de parada. Para decolar, os aviões devem atingir uma certa velocidade antes de ficarem sem pista. Com cinemática, é possível calcular o quão rápido o piloto precisará...

Transcript