ECUACIONES DEL TIRO HORIZONTAL CON g CONSTANTE


 
 

La hipótesis de Galileo nos enseña a escribir las ecuaciones del tiro horizontal.  Consideramos un objeto que se lanza horizontalmente con una velocidad inicial vo y desde una cierta altura H. El movimiento teórico del avance horizontal ha de ser uniforme y, en consecuencia, tendrá la siguiente ecuación de la posición:

x = vo·t

Para variaciones de la altura pequeñas, el movimiento teórico de caída vertical ha de ser uniformemente acelerado, igual que una caída libre con aceleración g. Cumplirá la siguiente ecuación de la posición:

y = H – (½) g·t2

De acuerdo con la hipótesis de Galileo, el movimiento real debería ser una composición de ambos movimientos, de tal forma que sus sucesivas posiciones estén determinadas por un vector de posición de componentes x, y. Para comprobar si  se cumple la proposición de Galileo bajo estas premisas, eliminamos la variable t entre ambas ecuaciones y obtenemos la siguiente expresión, que representa a la ecuación de la trayectoria: 

y = H - (g/2vo2)x2

En esta expresión la altura H, la gravedad g y la velocidad horizontal vo, son constantes. Por tanto, la ecuación obtenida es la ecuación de una parábola descendente en el plano XY, tal como afirma la proposición de Galileo.

 
     
 

Para profundizar en el estudio teórico del lanzamiento horizontal se puede utilizar en clase la animación adjunta (Debajo), que es una versión algo más sofisticada de la que hemos mostrado en la página anterior sobre la hipótesis de Galileo y permite, por ejemplo, contrastar hipótesis acerca del tiro horizontal, calcular en cualquier instante del movimiento la posición y la velocidad del cuerpo, etc.

 
     
 

Como vemos, se pueden modificar sobre la marcha varios parámetros (altura, gravedad y velocidad horizontal inicial) y también hemos incorporado en la pantalla un medidor de alcances y alturas con el que se puede comprobar en cada instante el cumplimiento de la relación anterior. 

Clic aquí para descargar esta animación. [Si no lo tienes instala Modellus 2.5 (32 bits) o Modellus 3 (64 bits)]