CAÍDA LIBRE

El movimiento de caída libre es un ejemplo de movimiento uniformemente acelerado. Todos los cuerpo, en el vacío, caen (o suben) con aceleración constante, llamada aceleración de la gravedad "g", e igual aproximadamente a -9.8m/s² o -32ft/s², y dirigida hacia el centro de la Tierra. Para la posición vertical se acostumbra a usar la variable y según el plano.

Dado que la aceleración gravitacional g es una aceleración constante, se le aplican las mismas leyes generales del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Siendo sus fórmulas las siguientes:

vf=vo+gt           y=vot+0.5gt²          vf²=vo+2gy

Antes de  comenzar tenemos que saber que en cada ejercicio el signo de la respuesta es necesario ya que con ellos podemos determinar la localización de un punto o la dirección de una velocidad en un tiempo específico. Por ejemplo, si dirección hacia arriba se elige como positiva, un valor positivo de y implica una altura sobre el punto de partida; y si y es negativa, representa una altura bajo el punto de partida.

EJEMPLO:

1. Un niño parado sobre un puente lanza una piedra verticalmente hacia abajo con una velocidad inicial de 14.7m/s, hacia un río que pasa por abajo. Si la piedra choca contra el agua 2.0s después, ¿a qué altura estáel puente sobre el agua?

DATOS:

vo:-14.7m/s (por que va hacia abajo es negativo)

t: 2.0s

g: -9.8m/s² (esta siempre ira negativa)

y:?

Usaremos la siguiente fórmula: y=vot+0.5gt²: Así.

y=vot+0.5gt²

y=-14.7m/s(20s)+0.5(-9.8m/s²)(2.0s)²

y=-49m

2. Una pelota de béisbol se lanza hacia arriba desde el techo de un edificio con una velocidad de 20m/s.

DATOS: 

vo:20m/s

g:-9.8m/s²

vf:0 

t:?

y:?

a) ¿Cuál es el tiempo requerido para alcanzar la altura máxima?

vf=vo+gt

vf-vo=gt

vf-vo=t

    g

t=-20m/s

    -9.8m/s

t=2.0s

b) Encuentre la altura máxima.

y=vot+0.5gt²

y=20m/s(2.0s)+0.5(-9.8m/s²)(20s)²

y=20.4m

EJERCICIOS: 

1. Se deja caer una piedra sin velocidad inicial. Al cabo de 1s,¿qué distancia recorre?

2. Un niño arroja una pelota hacia arriba con una velocidad de 15m/se. Calcular la altura máxima que alcanza la pelota.

3. Se arroja vertical hacia arriba una flecha con una velocidad de 50m/se. Calcular:

a) Su velocidad a los 3s.

b) Altura en esos 3s.

c) Velocidad y altura a los 7s.

4. Una pelota lanzada hacia arriba alcanza una altura máxima de 5m.

a) ¿Cuál fue su velocidad inicial?

b) ¿Cuánto tiempo tardó en alcanzar esa altura?