1. Movimiento de proyectiles
Presentación PowerPoint de
Paul E. Tippens, Profesor de Física
Southern Polytechnic State University

2. Objetivos: Después de completar
este módulo, deberá:
 Describir el movimiento de un proyectil al
tratar los componentes horizontal y vertical
de su posición y velocidad.
• Resolver para posición, velocidad o tiempo
cuando se dan velocidad inicial y ángulo
de lanzamiento.

3. Movimiento de proyectiles
Un proyectil es una partícula que se mueve
cerca de la superficie de la Tierra sólo bajo la
influencia de su peso (dirigido hacia abajo).
W
W W
a=g

4. Movimiento vertical y horizontal
Simultáneamente suelte la
bola amarilla y proyecte la
bola roja horizontalmente.
Dé clic a la derecha para
observar el movimiento de
cada bola.

5. Movimiento vertical y horizontal
Simultáneamente suelte una
bola amarilla y proyecte la
bola roja horizontalmente.
W W ¿Por qué golpean el suelo
al mismo tiempo?
Una vez comienza el movimiento, el peso
Una vez comienza el movimiento, el peso
hacia abajo es la única fuerza sobre cada bola.
hacia abajo es la única fuerza sobre cada bola.

6. Bola proyectada
horizontalmente y otra soltada al
mismo tiempo:
El movimiento vertical es el mismo para cada bola
vox
0s
vx
1s
vy vx vy
2s
vy vy
vx
3s
vy vy

7. Observe el movimiento de cada
bola
El movimiento vertical es el mismo para cada bola
vox
0s
1s
2s
3s

8. Considere por separado los
movimientos horizontal y vertical:
Compare desplazamientos y velocidades
0s vox 1 s 2s 3s
0s
vx 1s
vy
vx
La velocidad 2s
horizontal no cambia. vy vx
3s
Velocidad vertical tal
como caída libre. vy

9. Cálculo de desplazamiento para
proyección horizontal:
Para cualquier aceleración x = vot + at 1
2
2
constante:
Para el caso especial de proyección
horizontal: 0; a = g v = 0; v = v
a =x y oy ox o
Desplazamiento horizontal : x = vox t
Desplazamiento vertical: y = gt
1
2
2

10. Cálculo de velocidad para
proyección horizontal (Cont.):
Para cualquier aceleración v f = vo + at
constante:
Para el caso especial de un proyectil:
ax = 0; a y = g voy = 0; vox = vo
Velocidad horizontal: vx = vox
Velocidad vertical: v y = vo + gt

11. Ejemplo 1: Una bola de béisbol se golpea
con una rapidez horizontal de 25 m/s.
¿Cuál es su posición y velocidad después
de 2 s?
x +50 m
25 m/s y
-19.6 m
Primero encuentre los desplazamientos horizontal
y vertical :
x = vox t = (25 m/s)(2 s) x = 50.0 m
x = 50.0 m
y = gt = (−9.8 m/s )(2 s)
1
2
2 1
2
2 2
y = -19.6 m
y = -19.6 m

12. Ejemplo 1 (Cont.): ¿Cuáles son los
componentes de la velocidad después de 2
25 m/s
vx
v0x = 25 m/s
v0y = 0 vy
Encuentre la velocidad horizontal y vertical después de 2
s:
vx = vox = (25 m/s) vxx = 25.0 m/s
v = 25.0 m/s
v y = voy + at = 0 + (−9.8 m/s )(2 s)
2
vyy = -19.6 m/s
v = -19.6 m/s

13. Considere proyectil a un ángulo:
Una bola roja se proyecta a un ángulo θ. Al mismo tiempo,
Una bola roja se proyecta a un ángulo θ. Al mismo tiempo,
una bola amarilla se lanza verticalmente hacia arriba y una
una bola amarilla se lanza verticalmente hacia arriba y una
bola verde rueda horizontalmente (sin fricción).
bola verde rueda horizontalmente (sin fricción).
vx = vox = constante
voy vo v y = voy + at
θ a = −9.8 m/s 2
vox
Note los movimientos vertical y horizontal de las bolas

14. Cálculos de desplazamiento para
proyección general:
Los componentes del desplazamiento en el tiempo t son:
x = vox t + axt 1
2
2
y = voy t + a y t
1
2
2
Para proyectiles: ax = 0; a y = g ; voy = 0; vox = vo
Por tanto, los x = vox t
componentes x y y para
proyectiles son: y = voy t + gt
1
2
2

15. Cálculos de velocidad para
proyección general:
Los componentes de la velocidad en el tiempo t son:
vx = vox + ax t v y = voy + a y t
Para proyectiles: ax = 0; a y = g ; voy = 0; vox = vo
Por tanto, los
componentes de vx = v0x constante
velocidad vx y vy para vy = v0y + gt
proyectiles son:

16. Estrategia para resolución de problema
1. Descomponer la velocidad inicial vo en
componentes:
vo
voy
θ vox = vo cos θ ; voy = vo sin θ
vox
2. Encuentre componentes de posición y
velocidad final:
Desplazamiento: Velocidad:
x = vox t vx = v0x
y = voy t + gt
1
2
2
vy = v0y + gt

17. Estrategia para el problema (Cont.):
3. La posición y velocidad finales se pueden
encontrar a partir de los componentes.
R y
y
θ
R= x +y ;
2 2
tan θ =
x
x
voy vo vy
θ v = v +v ;
2
x
2
y tan θ =
vx
vox
4. Use los signos correctos. Recuerde: g es
negativo o positivo dependiendo de su
elección inicial.

18. Ejemplo 2: Una bola tiene una velocidad
inicial de 160 ft/s a un ángulo de 30o con la
horizontal. Encuentre su posición y velocidad
después de 2 s y de 4 s.
voy 160 ft/s vox = (160 ft/s) cos 30 = 139 ft/s
0
30o v voy = (160 ft/s) sin 30 = 80.0 ft/s
0
ox
Dado que vx es constante, los desplazamientos
horizontales después de 2 y 4 segundos son:
x = vox t = (139 ft/s)(2 s) x = 277 ft
x = 277 ft
x = vox t = (139 ft/s)(4 s) x = 554 ft
x = 554 ft

19. Ejemplo 2: (continuación)
voy 160 ft/s 2 4
s s
30o v
ox
277 ft 554 ft
Nota: SÓLO se conoce la ubicación horizontal
después de 2 y 4 s. No se sabe si va hacia
arriba o hacia abajo.
x22 = 277 ft
x = 277 ft x44 = 554 ft
x = 554 ft

20. Ejemplo 2 (Cont.): A continuación encuentre
los componentes verticales de la posición
después de 2 s y 4 s.
voy= 80 ft/s g = -32 ft/s2
160 ft/s
y2
y4
θ
0 1 2 3 4
s s s s s
Desplazamiento vertical como función del tiempo:
y = voy t + gt = (80 ft/s)t + (−32 ft/s )t
1
2
2 1
2
2 2
Observe unidades
y = 80t − 16t 2
consistentes.

21. (Cont.) Los signos de y indicarán la
ubicación del desplazamiento (arriba + o
abajo – del origen).
voy= 80 ft/s g = -32 ft/s2
160 ft/s
96 ft y2
16 ft y4
θ
0 1 2 3 4
s s s s s
Posición vertical: y = 80t − 16t 2
y2 = 80(2 s) − 16(2 s) 2
y4 = 80(4 s) − 16(4 s) 2
Cada una arriba del
y2 = 96 ft y4 = 16 ft origen (+)

22. (Cont.): A continuación encuentre los componentes
horizontal y vertical de la velocidad después de 2 y
voy 160 ft/s vox = (160 ft/s) cos 300 = 139 ft/s
30 o
vox voy = (160 ft/s) sin 300 = 80.0 ft/s
Dado que vxxes constante, vxx= 139 ft/s en todos los tiempos.
Dado que v es constante, v = 139 ft/s en todos los tiempos.
La velocidad vertical es la misma que si se proyectara
verticalmente:
vy = v0y + gt; donde g = -32 ft/s2
En cualquier
tiempo t: vx = 139 ft/s v y = voy − (32 ft/s)t

23. Ejemplo 2: (continuación)
vy= 80.0 ft/s v2 g = -32 ft/s2
160 ft/s
v4
θ
0 1 2 3 4
s s s s s
En cualquier
tiempo t:
vx = 139 ft/s v y = voy − (32 ft/s)t
v y = 80 ft/s − (32 ft/s)(2 s) v2y = 16.0 ft/s
v2y = 16.0 ft/s
v y = 80 ft/s − (32 ft/s)(4 s) v4y = -48.0 ft/s
v4y = -48.0 ft/s

24. Ejemplo 2: (continuación)
vy= 80.0 ft/s v2 g = -32 ft/s2
160 ft/sSe mueve arriba Se mueve
+16 ft/s abajo -48 ft/s
v4
θ
0 1 2 3 4
s s s s s
Los signos de vy indican si el movimiento es
arriba (+) o abajo (-) en cualquier tiempo t.
A 2 s:: v2x = 139 ft/s; v2y = + 16.0 ft/s
A 2 s v2x = 139 ft/s; v2y = + 16.0 ft/s
A 4 s:: v4x = 139 ft/s; v4y = -- 48.0 ft/s
A 4 s v4x = 139 ft/s; v4y = 48.0 ft/s

25. (Cont.): El desplazamiento R2,θ se encuentra a
partir de los desplazamientos componentes x2 y y2
t=2s y
R= x +y
2 2
tan θ =
x
R2 y2 = 96 ft
θ
0 x2= 277 ft 2 4
s s s
96 ft
R = (277 ft) 2 + (96 ft) 2 tan θ =
277 ft
R22 = 293 ft
R = 293 ft θ22 = 19.100
θ = 19.1

26. (Cont.): De igual modo, el desplazamiento R4,θ se
encuentra a partir de los desplazamientos componen
x4 y y4.
t=4s y
R= x +y
2 2
tan θ =
x
R4
y4 = 64 ft
θ
0 x4= 554 ft 4
s s
64 ft
R = (554 ft) + (64 ft)
2 2
tan θ =
554 ft
R44 = 558 ft
R = 558 ft θ44 = 6.5900
θ = 6.59

27. (Cont.): Ahora se encuentra la velocidad desp
de 2 s a partir de los componentes vx y vy.
voy= 80.0 ft/s v2 g = -32 ft/s2
160 ft/s Se mueve v2x = 139 ft/s
arriba +16
ft/s v2y = + 16.0 ft/s
θ
0 2
s s
16 ft
v2 = (139 ft/s) + (16 ft/s)
2 2
tan θ =
139 ft
v22 = 140 ft/s
v = 140 ft/s θ22 = 6.5600
θ = 6.56

28. (Cont.) A continuación, encuentre la velocidad
después de 4 s a partir de los componentes v4x y v
voy= 80.0 ft/s g = -32 ft/s2
160 ft/s v4x = 139 ft/s
v4y = - 48.0 ft/s v4
θ
0 4
s s
16 ft
v4 = (139 ft/s) 2 + ( −46 ft/s) 2 tan θ =
139 ft
v44 = 146 ft/s
v = 146 ft/s θ22 = 341.700
θ = 341.7

29. Ejemplo 3: ¿Cuáles son la altura máxima y
el rango de un proyectil si vo = 28 m/s a 300?
voy 28 m/s vox = 24.2 m/s
vy = 0 ymax voy = + 14 m/s
30o v
ox
vox = (28 m/s) cos 30 = 24.2 m/s
0
v0y = (28 m/s) sen 30° = 14 m/s
La máxima coordenada y ocurre cuando vy = 0:
v y = voy + gt = 14 m/s + (−9.8 m/s )t = 0
2
ymax ocurre cuando 14 – 9.8t = 0 o t = 1.43 s

30. Ejemplo 3(Cont.): ¿Cuál es la altura máxim
del proyectil si v = 28 m/s a 30 0?
voy 28 m/s vox = 24.2 m/s
vy = 0 ymax voy = + 14 m/s
30o v
ox
La máxima coordenada y ocurre cuando t = 1.43 s:
y = voy t + gt = 14(1.43) + (−9.8)(1.43)
1
2
2 1
2
2
y = 20 m − 10 m ymax= 10.0 m
ymax= 10.0 m

31. Ejemplo 3(Cont.): A continuación, encuentr
el rango del proyectil si v = 28 m/s a 30 0.
voy 28 m/s vox = 24.2 m/s
voy = + 14 m/s
30o vox
Rango xr
El rango xr se define como la distancia horizontal
que coincide con el tiempo para el regreso vertical.
El tiempo de vuelo se encuentra al hacer y = 0:
y = voy t + gt = 0
1
2
2
(continúa)

32. Ejemplo 3(Cont.): Primero se encuentra el
tiempo de vuelo tr, luego el rango xr.
voy 28 m/s vox = 24.2 m/s
voy = + 14 m/s
30o vox
Rango xr
y = voy t + gt = 0 1
2
2
(Divida por t)
voy 2(14 m/s)
voy + gt = 0;
1 t= = ; t = 2.86 s
2
− g -(-9.8 m/s )
2
xr = voxt = (24.2 m/s)(2.86 s); xrr = 69.2 m
x = 69.2 m

33. Ejemplo 4: Una bola rueda desde lo alto de
una mesa a 1.2 m de altura y aterriza en el
suelo a una distancia horizontal de 2 m.
¿Cuál fue la velocidad cuando dejó la mesa
Nota: x = voxt = 2 m
R 0
1.2 m y = voyt + ½ayt2 = -1.2 m
2m
Primero encuentre t a partir y = gt = −1.2 m
1
2
2
de la ecuación y:
2(−1.2)
½(-9.8)t2 = -(1.2) t=
−9.8
tt = 0.495 s
= 0.495 s

34. Ejemplo 4 (Cont.): Ahora use la ecuación
horizontal para encontrar vox al salir de lo al
de la mesa.
Nota: x = voxt = 2 m
R
1.2 m y = ½gt2 = -1.2 m
2m
Use t = 0.495 s en la ecuación x: vox t = 2 m
2m
v ox (0.495 s) = 2 m; vox =
0.495 s
La bola deja la mesa
v = 4.04 m/s
v = 4.04 m/s
con una rapidez:

35. Ejemplo 4 (Cont.): ¿Cuál será su rapidez
cuando golpee el suelo?
Nota:
t = 0.495 s
vx = vox = 4.04 m/s
1.2 m 0
2m vx vy = vy + gt
vy
vy = 0 + (-9.8 m/s2)(0.495 s) vy = -4.85 m/s
−4.85 m
v = (4.04 m/s) + ( −4.85 m/s)
2 2
tan θ =
4.04 m
v44 = 146 ft/s
v = 146 ft/s θ22 = 309.800
θ = 309.8

36. Ejemplo 5. Encuentre el “tiempo colgado” para
el balón cuya velocidad inicial es 25 m/s, 60 0.
y = 0; a = -9.8 m/s2 Inicial vo:
vo =25 m/s
vox = vo cos θ
Tiempo de
600
vuelo t voy = vo sin θ
Vox = (25 m/s) cos 600; vox = 12.5 m/s
Voy = (25 m/s) sen 600; vox = 21.7 m/s
Sólo los parámetros verticales afectan al tiempo de vuelo.
y = voy t + 1 at 2 ; 0 = (21.7)t + 1 (−9.8)t 2
2 2

37. Ejemplo 5 (Cont.) Encuentre el “tiempo de vuelo”
para el balón cuya velocidad inicial es 25 m/s, 60 0
y = 0; a = -9.8 m/s2 Inicial vo:
vo =25 m/s
vox = vo cos θ
Tiempo de
600
vuelo t voy = vo sen θ
y = voy t + at ; 0 = (21.7)t + (−9.8)t
1
2
2 1
2
2
4.9 t2 = 21.7 t 4.9 t = 21.7
21.7 m/s
t= tt = 4.42 s
= 4.42 s
4.9 m/s 2

38. Ejemplo 6. Un perro que corre salta con velocidad
inicial de 11 m/s a 300. ¿Cuál es el rango?
Dibuje figura y voy = 11 sen 300
encuentre
v = 11 m/s
componentes:
vox = 9.53 m/s
θ =300
voy = 5.50 m/s vox = 11 cos 300
Para encontrar el rango, primero encuentre t
cuando y = 0; a = -9.8 m/s2
y = voy t + at ; 0 = (5.50)t + (−9.8)t
1
2
2 1
2
2
4.9 t2 = 5.50 t 5.50 m/s
t= 2 tt = 1.12 s
= 1.12 s
4.9 t = 5.50 4.9 m/s

39. Ejemplo 6 (Cont.) Un perro salta con velocidad
inicial de 11 m/s a 300. ¿Cuál es el rango?
voy = 10 sen 310
El rango se encuentra a
partir del componente x:
v = 10 m/s
vx = vox = 9.53 m/s
θ =310
x = vxt; t = 1.12 s vox = 10 cos 310
La velocidad horizontal es constante: vx = 9.53 m/s
x = (9.53 m/s)(1.12 s) = 10.7 m
Rango: x = 10.7 m
Rango: x = 10.7 m

40. Resumen de proyectiles:
1. Determine los componentes x y y de v0
v0x = v0 cosθ y v0y = v0 senθ
2. Los componentes horizontal y vertical del
desplazamiento en cualquier tiempo t están dados
por:
x = vox t y = voy t + gt
1
2
2

41. Resumen (continuación):
3. Los componentes horizontal y vertical de la
velocidad en cualquier tiempo t están dados
por:
vx = vox ; v y = voy + gt
4. Luego, si se desea, se pueden encontrar el
desplazamiento vectorial o la velocidad a
partir de los componentes:
y
R = x +y2 2
tan θ =
x

42. CONCLUSIÓN: Movimiento
de proyectiles