ejemplo personal de caída libre
Respuestas a la pregunta
una persona deja caer una piedra desde una altura de 1.75 metros ¿Cuánto tardo la piedra en tocar el suelo?
y = 1.75 m/s T = 0.597
Caída libre
En este artículo se definira en que consiste el movimiento de caída libre, con las fórmulas para resolver problemas, ejermplos y ejercicios resueltos.
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Definición caída libre
La caída libre es un movimiento que se produce cuando se deja caer un objeto desde cierta altura, este movimiento solo se da cuando al objeto no se le aplica ninguna fuerza o velocidad inicial cuando este se deja caer, porque en caso que se le aplique cierta velocidad inicial, entonces estaríamos hablando de un tiro vertical en lugar de una caída libre.
v = -20 m/sy = 0 mt = 2.1 sa= -9.8 m/s
La caída libre es un movimiento rectilíneo uniformemente variado que solamente se mueve en el eje vertical (eje “y”), con la condición que la velocidad inicial del movimiento siempre debe ser igual a cero (0) y la aceleración tomará el valor de la gravedad en el lugar del movimiento (9.8 m/s), cuando una caída libre en condiciones perfectas se da (que no hay presencia de aire o algún otro factor que afecte la trayectoria del objeto) el objeto se mueve unicamente en el eje “y”.
Un objeto en caída libre inicia su movimiento con una velocidad de 0m/s, pero a medida que avanza el tiempo y este va cayendo, la velocidad que lleva el objeto aumenta progresivamente hasta que impacta contra el suelo o algún objeto que se interponga en su trayectoria, es por esto que mientras mayor sea la altura desde donde se deja caer un objeto, mayor será el impacto de este objeto contra el suelo.
Factores a tener en cuenta en una caída libre
La trayectoria de un objeto en caída libre puede verse afectada por las masas de aire, fenómeno también conocido como resistencia aerodinámica, inicialmente un objeto en caída libre se mueve solo verticalmente, pero debido a la presencia de masas de aire este se puede desviar de su trayectoria, tanto vertical como horizontalmente, el que tanto afecte la resistencia aerodinámica la trayectoria de un objeto depende del peso del objeto, mientras más pesado sea el objeto menos afectaran las masas de aire su trayectoria.
Tiro semi parabólico
Un tiro o movimiento semiparabólico también es un tipo de caída libre con la diferencia que este si tiene movimiento en el eje horizontal, este movimiento se da cuando se lanza un objeto desde cierta altura, pero solo aplicando fuerza horizontal, esto porque a pesar de que se ejerció una fuerza en el objeto esta solo afecta al eje x, por lo que el eje y solo se mueve a causa de la gravedad. Un ejemplo puede ser lanzar una flecha en línea recta desde un acantilado.
El movimiento semiparabólico es la segunda mitad de un movimiento parabólico, o sea cuando el objeto llega a tener una velocidad en el eje "y" igual a 0 y empieza a descender debido a la gravedad.
Fórmulas de caída libre
Como se aclara anteriormente, una caída libre es un mruv pero con ciertas condiciones fijas (como la velocidad inicial o la gravedad), por lo tanto las formulas o ecuaciones que se ocupan para la resolución de problemas son las misma, pero con unos cuantos cambios, las formulas que se presentan a continuación son de mruv pero ya simplificadas con los factores de una caída libre.
vf = g . ty = 1/2g . t2vf2 = 2g . yy = ( vf /2) . t
Ejemplos de Caída libre
A continuación unos ejemplos de movimientos que se clasifican como caída libre
Un paracaidista que se lanza desde un helicopteroUna manzana que cae desde un árbolDejar caer una piedra desde cierta alturaUna gota que cae desde el techo de una casaUn vaso que cae desde una mesa
Quizás el ejemplo de caída libre mas común es el de una manzana cayendo desde la rama de un árbol sobre la cabeza de Isaac Newton, aunque no se sabe si fue así, el estudio de este evento en particular fue de los primeros estudios que se hicieron acerca del movimiento y la cinemática.
Ejercicios de caída libre
Ejercicio 1: una persona deja caer una piedra desde una altura de 1.75 metros ¿Cuánto tardo la piedra en tocar el suelo?
y = 1.75 m/s T = ?
Se plantea la ecuacióny = -1/2g * t2Se despeja el tiempot 2 =
y1/2 g
Se cambian las variablest 2 = 1.751/2 (9.8)
Se realizan las operacionest 2 = 1.754.9
t2 = 0.357t = √ 0.357t = 0.597