Actividad 14.2: ¿Por qué no caen los satélites espaciales?

(60-85 minutos + 15 minutos en gran grupo) (Por grupos)
Tu grupo debe contestar las preguntas que se plantean. Debéis llegar a un acuerdo en las respuestas. Anota en las hojas del alumno la respuesta del grupo a cada cuestión y comenta las conclusiones con tu profesor.

b) Independencia de movimientos.

Volvamos a la última simulación (de nuevo se inserta en la página web). Debe de haber quedado claro que todos los proyectiles llegan a la vez al suelo independientemente de su velocidad. Esto es lo que suele ocurrir en tu experiencia cotidiana, y lo que siempre ocurriría si no hubiera atmósfera.

Es importante que te fijes que la trayectoria verde a 1800 km/h es la de un objeto con la velocidad de una bala [según el calibre la velocidad varía entre 200 m/s y 320 m/s] y su trayectoria es aproximadamente horizontal sólo en el primer tramo (que en la escala de la simulación significa que el proyectil avanza horizontalmente aproximadamente 3 Km, en los que desciende tan sólo unos 120m. Puedes comprobarlo pinchando en la ventana de la simulación con el ratón. Recuerda que la simulación trabaja en el S.I.)

Según todo esto, si dejamos caer un objeto al mismo tiempo que disparamos horizontalmente una bala ¿Cuál llega antes al suelo?

Anota la respuesta en el lugar correspondiente en las hojas del alumno.

¿problemas con el java?

Recuerda que lo que hace que un objeto a gran velocidad no caiga es la fuerza de sustentación. Si no tiene fuerza de sustentación (como una bala) el objeto cae, aunque parezca que no. Esta apariencia es debida a que la trayectoria apenas se curva.

Otro detalle importante que queda claro en la segunda simulación es que por un lado los tres proyectiles caen a la vez y por tanto siempre tienen la misma velocidad vertical la cual se incrementa con el tiempo.

Por otro lado cada proyectil conserva constante su velocidad horizontal inicial.

Por tanto, para un proyectil dado, su velocidad horizontal y su velocidad vertical no se influyen mútuamente, por eso se dice que los movimientos son independientes.

Tenemos por un lado que la velocidad horizontal depende sólo de la velocidad de lanzamiento, y por otro lado que el movimiento de caída es independiente del objeto considerado. Como consecuencia tenemos que el movimiento conjunto resultante solo depende de la velocidad de lanzamiento y por tanto es independiente de la masa del cuerpo. Llegamos así a un resultado muy importante: las trayectorias no dependen de la masa del objeto, tan sólo dependen de su velocidad.

c) ¿Cae o no cae?

En la simulación anterior, si el proyectil de la trayectoria verde hubiera tenido un poco más de velocidad, y por tanto su trayectoria hubiera sido un poco menos curvada, de forma que hubiera pasado la cima de la montaña (aunque fuera por poco), se daría el caso de que los otros dos proyectiles hubieran impactado contra la cima de la montaña, mientras que el de la trayectoria verde seguiría todavía cayendo ¿es esto correcto?

¿Podemos decir en un lenguaje coloquial que este tercer proyectil sigue cayendo unos instantes más, gracias a que "se pasa" de la superficie que constituye la cima de la montaña?

Anota la respuesta en el lugar correspondiente en las hojas del alumno.

d) El papel de la fuerza:

¿Qué fuerza es la que curva la trayectoria en un tiro horizontal?

Si no existiera esa fuerza, ¿Cómo sería la trayectoria del tiro horizontal?

Anota las respuestas en el lugar correspondiente en las hojas del alumno.