Movimiento de proyectil


Introducción

El movimiento de proyectil describe la trayectoria curva de un objeto lanzado al aire que se mueve solo bajo la influencia de la gravedad. Es uno de los temas más fundamentales de la mecánica clásica y proporciona la base para entender desde una pelota lanzada hasta un proyectil de artillería. Estudiarlo revela cómo dos direcciones independientes del movimiento — horizontal y vertical — pueden analizarse por separado y combinarse para predecir dónde caerá un objeto.


La física explicada

Cuando un objeto se lanza con cierto ángulo sobre la horizontal, su movimiento se separa limpiamente en dos componentes que nunca interfieren entre sí. En el plano horizontal no actúa ninguna fuerza (ignorando la resistencia del aire), así que el objeto viaja a velocidad constante en esa dirección para siempre. En el plano vertical, la gravedad lo jala hacia abajo con una aceleración constante de 9,8 m/s², lo que significa que la velocidad vertical cambia continuamente — frenando al subir, deteniéndose un instante en el pico, y luego acelerando otra vez al bajar.

La combinación de velocidad horizontal constante y velocidad vertical cambiante traza un arco parabólico. La idea clave es que ambas componentes evolucionan en simultáneo sobre el mismo intervalo de tiempo — no hay que elegir entre una y otra. En cualquier instante puedes preguntar: ¿qué tan lejos en horizontal?, ¿qué tan alto en vertical?, y responder cada pregunta de manera independiente.

El alcance — la distancia horizontal cuando el objeto vuelve a su altura de lanzamiento — se maximiza con un ángulo de 45°. Ángulos por encima y por debajo de 45° en la misma cantidad (por ejemplo 30° y 60°) producen el mismo alcance pero distintos tiempos de vuelo y alturas máximas.


Ecuaciones clave

Componente horizontal de la velocidad de lanzamientovx = v₀ · cos(θ)
Componente vertical de la velocidad de lanzamientovy = v₀ · sin(θ)
Posición horizontalx(t) = vx · t
Posición verticaly(t) = vy · t − ½ · g · t²
AlcanceR = (v₀² · sin(2θ)) / g
Altura máximaH = (v₀² · sin²(θ)) / (2g)
Tiempo de vueloT = (2 · v₀ · sin(θ)) / g

Variables clave

SímboloNombreUnidadSignificado
v₀Rapidez de lanzamientom/sMagnitud de la velocidad inicial
θÁngulo de lanzamientogrados (°)Ángulo sobre la horizontal al momento del lanzamiento
vxVelocidad horizontalm/sVelocidad horizontal constante a lo largo del vuelo
vyVelocidad verticalm/sVelocidad vertical, cambia debido a la gravedad
gAceleración gravitatoriam/s²9,8 m/s² hacia abajo en la superficie terrestre
tTiemposTiempo transcurrido desde el lanzamiento
x(t)Posición horizontalmDistancia recorrida horizontalmente al tiempo t
y(t)Posición verticalmAltura sobre el punto de lanzamiento al tiempo t
RAlcancemDistancia horizontal total cuando el objeto cae
HAltura máximamPunto más alto sobre la altura de lanzamiento

Ejemplos del mundo real


Cómo funciona la simulación

Puedes fijar la rapidez de lanzamiento (m/s) y el ángulo de lanzamiento (grados) con los deslizadores a la izquierda. Al pulsar Lanzar se dispara el proyectil desde la esquina inferior izquierda del lienzo. La trayectoria se dibuja en tiempo real y queda un trazo tenue para que puedas comparar varios disparos. La simulación usa una aceleración gravitatoria fija de 9,8 m/s² e ignora la resistencia del aire, así que la trayectoria es una parábola perfecta. Mira las componentes horizontal y vertical de la velocidad en las lecturas — la horizontal se mantiene constante mientras la vertical cuenta hacia atrás, alcanza cero en el pico, y vuelve a crecer al bajar.


Lecturas adicionales