¿Cuáles son todas las variables que deben tenerse en cuenta al registrar el tiempo de vuelo y la distancia de un proyectil disparado desde una catapulta (tensión, ángulo, masa del proyectil, etc.)?

¿Cuáles son todas las variables que deben tenerse en cuenta al registrar el tiempo de vuelo y la distancia de un proyectil disparado desde una catapulta (tensión, ángulo, masa del proyectil, etc.)?
Anonim

Responder:

Suponiendo que no haya resistencia al aire (razonable a baja velocidad para un proyectil pequeño y denso) no es demasiado complejo.

Explicación:

Supongo que está satisfecho con la modificación o aclaración de Donatello de su pregunta.

El rango máximo está dado disparando a 45 grados a la horizontal.

Toda la energía proporcionada por la catapulta se gasta contra la gravedad, por lo que podemos decir que la energía almacenada en el elástico es igual a la energía potencial obtenida. Entonces E (e) = # 1 / 2k.x ^ 2 # = m.g.h

Encuentra k (la constante de Hooke) midiendo la extensión dada una carga en el elástico (F = k.x), mide la extensión utilizada para lanzar y la masa del proyectil y luego puede obtener la altura a la que se elevará, si se dispara verticalmente.

El tiempo de vuelo es independiente del ángulo, ya que el proyectil está en caída libre desde el momento en que abandona la catapulta, independientemente de cómo se lance. Sabiendo la energía elástica inicial (llamada E (e) arriba) puedes encontrar su velocidad inicial, u desde E (e) = # 1 / 2.m.u ^ 2 # y luego el tiempo de vuelo por sustitución en v = u + a.t donde v es la velocidad final (cero) a la altura máxima. El tiempo total de vuelo será el doble, una vez al subir, una vez al caer.

Finalmente, puedes calcular el rango, R desde R = # (u ^ 2.sin (theta)) / g #