Tiro horizontal. Explicación y ejemplo resuelto
Summary
TLDREn este vídeo se explica el concepto del tiro horizontal, un fenómeno que implica dos movimientos: uno rectilíneo uniforme en el eje X y otro rectilíneo uniformemente acelerado en el eje Y debido a la gravedad. Se calcula el alcance máximo y la velocidad final del proyectil, así como el ángulo de caída, utilizando la fórmula del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. El tiempo de caída, que es el mismo que el de avance horizontal, se determina a partir de la altura inicial, y se usa para calcular la distancia recorrida en el eje X y la velocidad en el eje Y al tocar el suelo.
Takeaways
- 😀 El tiro horizontal es el lanzamiento de un objeto desde una altura en dirección horizontal.
- 🏃♂️ Existen dos movimientos en el tiro horizontal: uno rectilíneo uniforme en el eje X y otro rectilíneo uniformemente acelerado en el eje Y.
- 🚀 La velocidad en el eje X se mantiene constante, prescindiendo de la resistencia del aire.
- 📉 El movimiento en el eje Y comienza con una velocidad inicial de cero y se acelera debido a la gravedad.
- ⏱️ El tiempo de caída desde una altura dada es el mismo tiempo que el objeto tiene para avanzar en el eje X.
- 📏 El alcance máximo del objeto en el eje X se calcula multiplicando la velocidad constante por el tiempo de caída.
- 🔢 La fórmula para calcular el tiempo de caída desde una altura dada es \( t = \sqrt{\frac{2h}{g}} \), donde \( h \) es la altura y \( g \) es la aceleración debido a la gravedad.
- 🎯 La velocidad final del objeto al tocar el suelo se determina por la suma de las componentes de velocidad en X e Y.
- 📐 El ángulo de caída se calcula a través de la tangente, que es la relación entre la velocidad en Y y la velocidad en X.
- 🌐 El movimiento horizontal es un concepto importante en física que se aplica en diversas situaciones, como en deportes y proyectiles.
Q & A
¿Qué es el tiro horizontal?
-El tiro horizontal es lanzar un objeto desde una cierta altura en dirección horizontal, sin componente vertical de movimiento inicial, y prescindiendo de la resistencia del aire.
¿Cuáles son los movimientos implicados en el tiro horizontal?
-En el tiro horizontal, el objeto experimenta dos movimientos: uno rectilíneo y uniforme en el eje X y otro rectilíneo uniformemente acelerado en el eje Y debido a la gravedad.
¿Cómo se calcula el alcance máximo en un tiro horizontal?
-Para calcular el alcance máximo en un tiro horizontal, se debe determinar el tiempo que tarda el objeto en caer desde la altura de lanzamiento, que es igual al tiempo que tiene para avanzar horizontalmente, y multiplicar la velocidad horizontal por este tiempo.
¿Cuál es la fórmula para calcular el tiempo que tarda un objeto en caer desde una altura dada?
-El tiempo que tarda un objeto en caer desde una altura dada se calcula con la fórmula \( t = \sqrt{\frac{2h}{g}} \), donde \( h \) es la altura y \( g \) es la aceleración debido a la gravedad (9,81 m/s²).
Si se lanza un objeto desde 20 metros de altura, ¿cuál es la velocidad horizontal que se mantiene constante?
-En el ejemplo dado, la velocidad horizontal constante es de 50 metros por segundo, independientemente de la altura desde la que se lanza el objeto.
¿Cómo se determina la velocidad con la que un objeto llega al suelo en un tiro horizontal?
-La velocidad con la que llega al suelo se determina sumando las componentes de velocidad en los ejes X (horizontal) y Y (vertical), donde la componente vertical se calcula con la fórmula \( v_y = g \cdot t \) y la horizontal se mantiene constante.
¿Cuál es la velocidad total con la que un objeto llega al suelo en un tiro horizontal?
-La velocidad total con la que llega al suelo se calcula con la fórmula \( v_{total} = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} \), donde \( v_x \) es la velocidad horizontal y \( v_y \) es la velocidad vertical al momento de impactar.
¿Cómo se calcula el ángulo con el que un objeto cae al suelo en un tiro horizontal?
-El ángulo con el que cae al suelo se calcula con la fórmula \( \tan(\alpha) = \frac{v_y}{v_x} \), donde \( v_y \) es la velocidad vertical y \( v_x \) es la velocidad horizontal al momento del impacto.
¿Cuál es la importancia de entender el movimiento de tiro horizontal en problemas de física?
-El movimiento de tiro horizontal es fundamental en problemas de física ya que permite entender y calcular la trayectoria de un objeto bajo la influencia de la gravedad, siendo aplicable en diversas situaciones como deportes, ingeniería y física en general.
¿Cómo se puede aplicar el conocimiento del tiro horizontal en situaciones reales?
-El conocimiento del tiro horizontal se puede aplicar en situaciones reales como en deportes de lanzamiento, diseño de proyectiles, simulaciones de vuelos y en cualquier problema donde un objeto se mueva en dos dimensiones influenciado por la gravedad.
Outlines
🎯 Explicación del tiro horizontal
En este segmento se explica el concepto de tiro horizontal, que implica lanzar un objeto desde una altura con una velocidad horizontal constante. Se describen los movimientos en los ejes X (rectilíneo y uniforme) y Y (rectilíneo uniformemente acelerado debido a la gravedad). Se menciona que la velocidad en el eje X permanece constante, mientras que en el eje Y, la velocidad inicial es cero y aumenta debido a la aceleración de la gravedad (-9,81 m/s²). Se utiliza un ejemplo específico de lanzar un objeto desde 20 metros de altura a una velocidad de 50 metros por segundo, y se calcula que el tiempo de caída es de 2,02 segundos, que es también el tiempo que tiene el objeto para avanzar en el eje X.
📏 Cálculo del alcance y velocidad al aterrizar
Este párrafo continúa explicando cómo calcular el alcance máximo y la velocidad con la que el objeto llega al suelo. Se establece que el alcance máximo es el que el objeto puede avanzar en el tiempo que tarda en caer, que en el ejemplo dado es de 2,02 segundos. Con una velocidad horizontal constante de 50 metros por segundo, el alcance se calcula multiplicando esta velocidad por el tiempo de caída. Además, se calcula la velocidad total del objeto al aterrizar, que es la suma de las componentes de velocidad en los ejes X e Y, resultando en una velocidad total de 53,78 metros por segundo. También se discute el ángulo con el que el objeto incide al suelo, que se calcula como el arco cuya tangente es la velocidad vertical dividida por la velocidad horizontal, dando como resultado un ángulo de 61 grados.
Mindmap
Keywords
💡Tiro horizontal
💡Movimiento rectilíneo uniforme
💡Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
💡Alcance máximo
💡Velocidad inicial
💡Aceleración de la gravedad
💡Tiempo de caída
💡Posición final
💡Velocidad total
💡Ángulo de caída
Highlights
Explicación de lo que es el tiro horizontal.
Movimientos implicados en el tiro horizontal.
Interpretación de problemas de tiro horizontal.
Ejemplo numérico para resolver tiros horizontales.
Definición de tiro horizontal y su lanzamiento desde una altura.
Movimiento en el eje X con velocidad constante.
Movimiento en el eje Y con caída debido a la gravedad.
Trayectoria parábola de la caída y avance horizontal.
Tiempo de caída y avance horizontal es el mismo.
Cálculo del tiempo de caída desde una altura dada.
Fórmula del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado para el eje Y.
Cálculo del alcance máximo en el eje X.
Velocidad en el eje X constante durante el vuelo.
Cálculo de la velocidad en el eje Y al tocar el suelo.
Velocidad total al tocar el suelo como vector.
Cálculo del ángulo de caída al tocar el suelo.
Importancia del tiempo de caída en el movimiento horizontal.
Resumen de los conceptos clave del movimiento horizontal.
Transcripts
hola en este vídeo vamos a explicar que
es el tiro horizontal explicaremos los
movimientos que están implicados en este
fenómeno y así podrás interpretarlo bien
para resolver de una manera sencilla los
problemas y haremos un problema numérico
para que te sirva de ejemplo pues lo
primero que es lo que entendemos por
tiro horizontal pues lanzar algo desde
una cierta altura en dirección
horizontal de manera que lo que va a
ocurrir cuando lanzas algo desde una
cierta altura en dirección horizontal es
que va a haber dos movimientos por una
parte en el eje x
el móvil va a ir avanzando
y va a ir avanzando con un movimiento
rectilíneo y uniforme de manera que la
velocidad que va a tener en el eje x va
a ser siempre la misma
en este caso poníamos un ejemplo lanzar
algo desde 20 metros de altura y que
llegue una velocidad de 50 metros por
segundos con la que la lanzamos pues va
a tener en el eje x siempre una
velocidad de 50 metros por segundo
constante estamos prescindiendo por
supuesto de la resistencia del aire y lo
que suponemos ahora entonces es que en
el momento que empieza a avanzar en el
momento que sale del cañón en ese mismo
momento además de empezar a avanzar va a
empezar a caer de manera que no sólo
hace esto sino que en el eje
va a empezar a caer entonces su
trayectoria no va a ser esta sino que su
trayectoria combinará el avance y la
caída y entonces la trayectoria que va a
tener
será una trayectoria como si fuese
aproximadamente media parábola de manera
que empieza a caer desde el primer
instante y el movimiento de caída es un
movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado donde en este eje en el eje y
la velocidad inicial en el eje es cero
porque cuando sale todavía no ha
empezado a caer en ese instante empieza
a caer y a partir de ahí irá cayendo con
una aceleración constante cual la de la
gravedad
- 9,81 metros segundo al cuadrado de
manera que si lanzo algo desde 20 metros
de altura
no importa si lo lanzo muy rápido muy
lento el tiempo que va a tener para
avanzar va a ser exactamente el tiempo
que tarda en caer de manera que si fuese
desde 20 metros de altura desde esta
altura yo lanzo algo no importa que lo
lance muy rápido o lo lance muy lento si
lo lanzo horizontal el tiempo que tendrá
para avanzar sera
el que tardó en caer este tiempo que
tardó en caer el objeto es el que tiene
para avanzar claro si yo lo lanzo muy
rápido en este tiempo puede avanzar
mucho si lo lanzo lento en ese tiempo
puede avanzar poco pero el tiempo que
tiene para avanzar es exactamente el
tiempo que tarda en caer por lo tanto si
lo que nos preguntan es
el alcance máximo hasta donde llega lo
primero que tengo que saber es cuánto
tiempo tiene para avanzar es decir
cuánto tarda en caer un objeto ahora
estoy en el eje y dónde tiene un
movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado cuánto tarda en caer un objeto
que lo dejo caer desde esta altura en
este caso desde una altura de 20 metros
eso como lo cálculo con las fórmulas del
movimiento uniformemente acelerado la
fórmula de la posición
posición en el eje y posición inicial
velocidad inicial en el eje y por tiempo
más su medio de arte cuadrado que quiero
saber cuánto tiempo tarda en llegar al
suelo esa es la posición final la
posición inicial es desde donde lo tiré
20 metros la velocidad inicial en el eje
y es cero porque yo lo lanzó en
dirección horizontal no lo impulso hacia
abajo por lo tanto v sub zero y es cero
por lo tanto aquí cero por el tiempo
cero más un medio de la aceleración
menos 981 porque la aceleración en el
movimiento de caída es la de la gravedad
por el tiempo al cuadrado con lo que nos
queda si pasamos vamos resolviendo la
ecuación nos quedaría 40 igual a
981 de cuadrado con lo que resuelvo por
aquí de cuadrado me queda 408 y el
tiempo entonces que tiene para caer es
la raíz de 4,08 que sale 2,02 segundos
y este es el tiempo que tarda en caer
que coincide con el tiempo total que
tiene para avanzar por lo tanto cuánto
tiempo tiene para avanzar y si ahora nos
vamos al eje x
estos dos segundos pues cuanto avanza en
el eje x en elección x es un movimiento
rectilíneo uniforme por lo tanto la
posición sería la posición inicial que
es cero más velocidad inicial en el eje
x por el tiempo qué tiempo el que tenía
para caer entonces qué posición máxima
va a alcanzar su velocidad que dijimos
que los digamos a 50 metros por segundo
por el tiempo 202 segundos y esto nos
sale 101 metros es lo que ha podido
avanzar ese es el alcance máximo porque
es todo lo que ha podido avanzar en el
tiempo que ha tardado en caer que otra
cosa podrían preguntarnos con qué
velocidad llega al suelo el objeto con
qué velocidad llega a este punto y
entonces tengo que interpretar que aquí
va a tener la velocidad dos componentes
un componente en el eje x que será la
velocidad x de siempre los 50 metros por
segundo y otra componente
en el eje y que es la velocidad con la
que llega al suelo esta velocidad con la
que llega al suelo la cálculo en el eje
y entendiendo que en el eje y la
velocidad va a ser igual a v0 más
aceleración por tiempo por lo tanto la
velocidad en el eje será igual v sub 0 y
es 0 menos 9 81 por el tiempo el de
siempre el que tarda en caer 2,02 y que
esta velocidad en el eje y 19,81 metros
por segundo esta sería la velocidad en
el eje y por lo tanto
1981 metros por segundo la velocidad
total es la suma de estos dos
componentes
por lo tanto la velocidad total con la
que llega al suelo es la velocidad x al
cuadrado más la velocidad y al cuadrado
que si efectúa todo eso te sale 53,78
metros por segundo lógicamente la
velocidad con la que lleva el suelo es
un poco mayor que la velocidad con la
que lanzaste porque hay que sumar a
estos 50 metros por segundo el hecho de
que va a avanzar también en el sentido
vertical una última cosa que podrían
preguntarnos sería con qué ángulo
cae y con qué ángulo cae si piensas en
este ángulo
este sería el coseno y este el seno el
ángulo con el que cae alfa sería
seno partido de cosenos la tangente alfa
sería el arco cuya tangente es
v subí partido de v sube x es decir el
arco cuya tangente es
1981 partido de 50 que si efectúa sexo
con la calculadora te sale 21 con 61
grados
sería el ángulo con el que incide al
llegar al suelo y eso es todo la clave
en el movimiento entonces del tiro
horizontal el tiempo que tiene para
avanzar es el tiempo que tarda en caer
en el eje x movimiento rectilíneo
uniforme en el eje y uniformemente
acelerado de la caída de los cuerpos y
eso es todo espero que esto te haya
servido
[Música]
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