Lanzador sobre una plataforma · SimuladorLanza desde un carro en movimiento
Un carro rueda a velocidad constante y dispara una pelota recto hacia arriba; la pelota hereda la velocidad horizontal del carro y cae de vuelta justo en el carro en movimiento.
Publicado: 8 de junio de 2026
Objetivo
Demostrar la velocidad horizontal heredada: un lanzador montado en un carro dispara una pelota recto hacia arriba (90° en el marco del carro), y la pelota conserva la velocidad horizontal del carro, así que cae de vuelta en el carro sin importar lo rápido que ruede. Confirmar que la velocidad horizontal de la pelota es igual a la del carro (vₓ = v_carro), que el desfase horizontal entre pelota y carro se mantiene en cero durante todo el vuelo, y que el tiempo de vuelo y la altura máxima dependen solo de la velocidad de lanzamiento. La pelota es una masa puntual sin resistencia del aire.
Configuración
- En un lienzo vacío el tercer botón muestra Reiniciar; si hay arcos anteriores en pantalla muestra Borrar; pulsa Borrar para limpiarlos. Fija la velocidad del carro en 10 m/s y la velocidad de lanzamiento en 20 m/s (los valores por defecto), luego pulsa Iniciar.
- Observa cómo la pelota describe un arco hacia arriba mientras el carro rueda debajo. El indicador de Desfase (la separación horizontal entre pelota y carro) se mantiene en 0,00 m durante todo el vuelo; la línea discontinua muestra la pelota justo encima del carro.
- Espera al aterrizaje (≈ 4,08 s). La Distancia del carro marca ≈ 40,8 m y la pelota cae directamente de vuelta en el carro. Pulsa Reiniciar: el arco queda en el lienzo como un trazo gris tenue.
- Fija la velocidad del carro en 0 y pulsa Iniciar. La pelota ahora sube y baja recto en el punto de lanzamiento, con el carro quieto debajo: el mismo movimiento vertical, pero sin velocidad horizontal heredada. El nuevo arco se superpone al trazo del carro en movimiento para comparar.
- Pulsa Reiniciar, sube la velocidad del carro a 15 m/s (mantén la de lanzamiento en 20 m/s) y pulsa Iniciar. El arco se ensancha pero el Desfase sigue en 0,00: el carro siempre rueda justo lo necesario para atrapar su propia pelota. Pulsa Borrar cuando termines de comparar.
Predicción analítica
Al disparar recto hacia arriba (θ = 90° en el marco del carro), las componentes de velocidad de la pelota en tierra son vₓ = v_carro + v_lanzamiento·cos(90°) = v_carro y v_y = v_lanzamiento·sin(90°) = v_lanzamiento. La componente horizontal es justo la velocidad del carro, así que la pelota y el carro se mueven en horizontal a la misma tasa y el desfase entre ellos se mantiene en cero. Con v_carro = 10 m/s y v_lanzamiento = 20 m/s:
La altura máxima depende solo de la velocidad de lanzamiento:
Durante ese vuelo el carro recorre v_carro · T = 10 × 4,08 ≈ 40,8 m, y la pelota, arrastrada lateralmente a los mismos 10 m/s, recorre exactamente la misma distancia, cayendo de vuelta en el carro.
Análisis de resultados
Lee el indicador de Desfase (m): mide x_pelota − x_carro y debe mantenerse en 0,00 desde el lanzamiento hasta la caída, la prueba directa de que la pelota conserva la velocidad horizontal del carro. El indicador de Altura de la pelota (m) traza el mismo perfil de subida y bajada independientemente de la velocidad del carro; compara H con v_lanzamiento²/(2g) ≈ 20,4 m a la velocidad de lanzamiento por defecto. La Distancia del carro (m) en el aterrizaje debe ser igual a v_carro · T ≈ 40,8 m, la misma distancia que cubre la pelota en horizontal. Fija la velocidad del carro en 0 y el cuadro se reduce a un lanzamiento vertical recto, el mismo movimiento visto desde el propio marco del carro, donde la pelota simplemente sube y baja. Con Reiniciar conservando cada arco como un trazo tenue, superpón varias velocidades del carro: cada arco vuelve a su carro, así que la caída siempre coincide con el carro en movimiento.
Fuente de error
El modelo asume una pelota de masa puntual sin resistencia del aire, una vía nivelada sin fricción y un carro que mantiene una velocidad perfectamente constante. Los lanzadores reales añaden retroceso, los carros reales sienten fricción de rodadura, y el arrastre del aire frenaría la pelota un poco respecto al carro, haciéndola caer algo corta: cuanto más rápido el carro, mayor ese retraso. Como la predicción y la simulación comparten las mismas idealizaciones (velocidad del carro constante, sin arrastre), el desfase es exactamente cero aquí y cualquier residuo es puramente numérico, no físico. El resultado de velocidad heredada es exacto solo en ausencia de fuerzas horizontales sobre la pelota después del lanzamiento.
Exploración adicional
- ¿Un carro más rápido hace que la pelota falle? Fija la velocidad del carro en 15 m/s con velocidad de lanzamiento 20 m/s y observa el indicador de Desfase durante el vuelo. ¿Por qué se mantiene en 0 sin importar lo rápido que ruede el carro?
- Mantén la velocidad del carro en 10 m/s y sube la de lanzamiento de 20 a 25 m/s. La pelota sube más y permanece más tiempo en el aire. ¿Sigue cayendo de vuelta en el carro? ¿Qué te dice esto sobre cuál deslizador controla el desfase?
- Fija la velocidad del carro en 0 para que la pelota suba y baje recto. ¿Cómo es este el mismísimo movimiento que una corrida con carro rápido, solo que visto desde el propio marco en movimiento del carro en vez de desde tierra?
- Con Reiniciar conservando cada arco como un trazo tenue, superpón corridas a velocidades del carro de 5, 10 y 15 m/s con velocidad de lanzamiento fija. ¿Cómo escala el ancho del arco con la velocidad del carro, y dónde cae cada uno respecto a su carro?