¡Descarga Caída libre: Conceptos, fórmulas y ejemplos y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Física solo en Docsity!
Escuela Agrotécnica “Libertador General San Martin” Actividad para el acompañamiento en los días de suspensión de clases SÉPTIMO ENVÍO
Asignatura: Física
Curso: Cuaro año – Ambas Divisiones
Profesora: María Angela D´Angelo
Contacto: [email protected] ó 15562608
HOLA A TODAS Y A TODOS!!
Después de haber visto dos movimientos (MRU y MRUV) continuaremos con uno nuevo: la caída libre. Se trata de un movimiento acelerado similar al MRUV pero con trayectoria recta vertical y con velocidad inicial igual a cero.
Empezaremos viendo sus fórmulas y muchos ejemplos de aplicación. Al finalizar encontrarán unos ejercicios para que resuelvan ustedes. Cuando los tengan listos, los envían a mi correo (alrededor del 30 de agosto)
Si les surge alguna duda, pueden consultarme por mail o por WhatsApp.
¿Qué es la caída libre?
La caída libre, es uno de los conceptos que más interés ha tenido en el estudio del movimiento de caída de los cuerpos próximos a la superficie de la tierra. Por ejemplo, el hecho de lanzar una piedra o simplemente soltarla hasta esperar que caiga sobre el suelo, hacemos un experimento básico sobre este hecho, e incluso podemos darnos cuenta del aumento de la velocidad del objeto mientras el tiempo transcurre. Se dice entonces, que un cuerpo experimente una caída libre, si desciende sobre la superficie de la tierra y no sufre ninguna resistencia originada por el aire o cualquier otro factor o sustancia. De manera práctica, la resistencia del aire se puede despreciar ya que es tan pequeña.
Aristóteles y Galileo en la caída de los cuerpos
Dos grandes científicos de hace ya muchos años, fueron dos grandes pilares de la física que pusieron el cimiento para el desarrollo y análisis de la caída de los cuerpos, por citar: Aristóteles creía que si desde una misma altura se dejaban caer dos objetos de diferente masa, el más pesado llegaría a suelo primero. Eso se creyó durante cientos de años, ya que al ser un gran filósofo de renombre, era muy difícil poder quitar esa idea a muchas personas que seguían la doctrina aristotélica. Pasó aproximadamente dos milenios, para que llegara el gran Galileo Galilei para darle un cambio radical a esta idea, y poder así darle un concepto analítico de otra forma, ya que Galileo es considerado el padre o creador del método experimental en física, o sea que para comprobar una teoría se debía recurrir a experimentos y cuidadosas observaciones para poder ser verídico.
Galileo dedujo que, si se dejan caer simultáneamente dos objetos a la misma altura , uno pesado y otro liviano ambos llegarán o caerán sobre el suelo con la misma aceleración y al mismo tiempo, lo contrario a Aristóteles. Bajo estas bases se inició el proceso para las fórmulas de caída libre, y así iniciar un estudio exhaustivo de esto.
Fórmulas de caída libre
Existen diversas fórmulas para el tema de caída libre, sin embargo es importante diferenciar unas de otras ya que despejando algunas variables se nos generará otra fórmula y así sucesivamente.
Considerando a la gravedad como Tenemos que:
al machete!!! y como v0 es cero también quedaría 𝒕 =
al machete!!!
Esta fórmula la podemos encontrar como , simplemente hemos remplazado la aceleración, por la de gravedad, ya que la única aceleración que tendremos en caída libre, será la aceleración de la gravedad.
al machete!!! Y si la pensamos como altura tenemos al machete!!
recordar que:
Por lo que la velocidad final, es de 98 m/s
b) Calculando la altura del edificio Para poder calcular la altura del edificio, usaremos la siguiente fórmula:
Como la velocidad inicial es cero, porque se trata de una caída libre, entonces la fórmula se reduce: (ya la hemos visto más arriba)
al machete!!!!
Sustituyendo nuestros datos en la fórmula:
9 , 8 𝑠𝑚 2. ( 10 𝑠)^2
Por lo que la altura del edificio es de 490 metros.
Problema 2. Se deja caer una pelota de básquetbol desde una altura de 90 metros. Calcular, a) El tiempo que demora en caer, b) La velocidad con la que llega al suelo
Solución: El problema 2, es muy similar al problema 1. Con la diferencia que lo que nos piden es el tiempo que demora en caer la pelota desde una altura de 90 metros, entonces colocamos nuestros datos:
Procedemos a realizar nuestros cálculos.
a) Calcular el tiempo que demora en caer Emplearemos la siguiente fórmula:
Como la velocidad inicial es cero, por ser caída libre, entonces la fórmula se reduce:
Como es el tiempo lo que nos piden calcular, entonces lo despejamos de la fórmula
Esta fórmula sirve para calcular la altura cuando la velocidad inicial es cero. La ponemos en nuestro machete!!!!!
Ahora si podemos sustituir nuestros datos en la fórmula:
= √ 18 , 37 𝑠^2 = 4 , 29 𝑠
Es decir que la pelota de básquetbol le tomó 4.29 segundos en llegar al suelo. b) Calcular la velocidad con la que llega al suelo Usaremos la siguiente fórmula:
Recordar que al ser un problema de caída libre, la velocidad inicial es cero. Entonces nuestra fórmula se reduce a
Ahora si, podemos sustituir nuestros datos en la fórmula:
La velocidad a la que llega la pelota de básquetbol es de 41.9 m/s
Problema 3 .- Una niña deja caer una muñeca desde una ventana que está a 80 metros de la altura sobre el suelo. Calcular, a) ¿Qué tiempo tardará en caer?, b) ¿Con qué velocidad choca contra el suelo?
