Tiro horizontal. Explicación y ejemplo resuelto

Javier Valdés Gómez

25 May 202108:58

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

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🎯 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.

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📏 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

El 'tiro horizontal' se refiere a la acción de lanzar un objeto desde una cierta altura en dirección horizontal. En el video, se utiliza este término para describir el lanzamiento de un objeto de manera que su trayectoria incluya tanto movimiento horizontal como vertical, lo cual es fundamental para entender cómo se calcula el alcance y la velocidad al momento de impactar.

💡Movimiento rectilíneo uniforme

Este concepto describe un tipo de movimiento en el que un objeto se desplaza a una velocidad constante en una dirección. En el eje X, el objeto lanzado en el video avanza con un movimiento rectilíneo uniforme, lo que significa que su velocidad horizontal permanece constante a lo largo del tiempo.

💡Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Este movimiento se caracteriza por una aceleración constante, como es el caso de la caída libre. En el eje Y, el objeto experimenta un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado debido a la influencia de la gravedad, lo que significa que su velocidad vertical aumenta con el tiempo.

💡Alcance máximo

El 'alcance máximo' es la distancia horizontal máxima que alcanza un objeto lanzado. En el video, se calcula el alcance máximo tomando en cuenta la velocidad horizontal constante y el tiempo que el objeto tarda en caer desde una altura dada, lo cual es crucial para entender la eficacia del tiro horizontal.

💡Velocidad inicial

La 'velocidad inicial' es la velocidad con la que se lanza un objeto. En el contexto del video, la velocidad inicial en el eje X es de 50 metros por segundo, y es cero en el eje Y, ya que el lanzamiento es horizontal y no se da impulso vertical.

💡Aceleración de la gravedad

La 'aceleración de la gravedad' es la aceleración que experimenta un objeto debido a la fuerza gravitatoria de la Tierra. En el video, se menciona que es de 9,81 metros por segundo al cuadrado, y es la razón por la cual el objeto cae en el eje Y.

💡Tiempo de caída

El 'tiempo de caída' es la cantidad de tiempo que tarda un objeto en llegar al suelo desde una altura dada. En el video, se calcula que el objeto tarda 2,02 segundos en caer desde una altura de 20 metros, y este tiempo es igual al tiempo que tiene para avanzar en el eje X.

💡Posición final

La 'posición final' es la ubicación a la que llega un objeto al final de su trayectoria. En el video, se utiliza para describir la altura a la que llega el objeto al tocar el suelo, lo cual es 0 metros en el eje Y, y se calcula a partir de las fórmulas del movimiento.

💡Velocidad total

La 'velocidad total' es la velocidad resultante de todas las componentes de movimiento de un objeto. En el video, se calcula como la suma de las velocidades en los ejes X e Y, lo que da una velocidad total de 53,78 metros por segundo al momento del impacto.

💡Ángulo de caída

El 'ángulo de caída' es la inclinación con la que un objeto cae hacia el suelo. En el video, se calcula utilizando la relación entre la velocidad en el eje Y y la velocidad en el eje X, resultando en un ángulo de 21 grados, que indica la dirección en la que el objeto impacta.

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.