Veamos un ejemplo para poder entender mejor la caida libre de los cuerpos: Si dejamos caer una pelota de madera y una hoja de papel, al mismo tiempo y de la misma altura, observaremos que la pelota llega primero al suelo. Pero, si arrugamos la hoja de papel y realizamos de nuevo el experimento observaremos que los tiempos de caída son casi iguales. El movimiento vertical de cualquier objeto en movimiento libre (Caida libre), , se puede clcular mediante las ecuaciones:
a). v = -gt +
v0
b). Vm = (vo +
v)/2C
c). y = -0.5 gt² + vo
t + y0
d). v²= -2gt (y -
y0)
Las Ecuaciones
Dinámicas en Caída libre son las siguientes:
V² = Vo² - 2g( Y –
Yo)
Y = Yo + Vo t – ½ g
t²
V = Vo – g
t
Y - Yo = ½ (V + Vo)
t
Además de las
ecuaciones de cinemática, hay que considerar algo muy importante en los
ejercicios de caída Libre, y es; La ubicación del Sistema Referencial o
inercial.
Ya que apartír de
allí dependerán los signos y los valores de “Y” y “Yo”
Los signos se
considerarán negativos si realizamos las mediciones hacia abajo.
Ejemplo N º
01
Supongamos que un
objeto se deja caer desde la parte superior de una torre:
CASO I
Ubicamos el sistema
referencial en el piso.
“Yo”: es igual a la
altura de la torre
“Y”: es cero; ya que
es el momento cuando toca el piso.
CASO II
Ubicamos el sistema
referencial en la parte superior de la Torre.
“Y”: es igual a la
altura de la torre, (es el momento cuando el objeto toca el piso, pero con signo
negativo).
Para ese instante la
velocidad del objeto vale cero.
“Yo”: es igual a
cero; (es el punto de partida)
Ejemplo N º
02
Supongamos que un
objeto se lanza verticalmente hacia arriba, desde la parte superior de una
torre:
CASO I
Ubicamos el sistema
referencial en el piso.
“Yo”: es igual a la
altura de la torre
“Y” : es la altura
máxima que alcanza el objeto, medido desde el punto de partida, (pero en el
resultado hay que tener en cuanta la altura de la torre mas lo que sube el
objeto producto de la fuerza que se le impuso al lanzarlo)
Para ese instante la
velocidad del objeto vale cero.
“Y” será igual a la
altura de la torre, pero con signo negativo; cuando se pregunta por el tiempo
que tarda en tocar el piso o la velocidad al llegar al piso.
CASO II
Ubicamos el sistema
referencial en la parte superior de la Torre.
“Yo”: es igual a
cero
“Y” : es la altura
máxima que alcanza el objeto, medido desde el punto de partida, (pero para el
resultado hay que tener en cuenta la altura de la torre mas lo que sube el
objeto producto de la fuerza que se le impuso al lanzarlo)
Para ese instante la
velocidad del objeto vale cero.
“Y” será igual a la
altura de la torre, pero con signo negativo, cuando se pregunta por el tiempo
que tarda en tocar el piso o la velocidad al llegar a este.
Resolver los
siguientes problemas:
En todos los casos
usar g = 10 m/s ².
Problema n° 1) Desde
el balcón de un edificio se deja caer una manzana y llega a la planta baja en 5
s.
a) ¿Desde qué piso se
dejo caer, si cada piso mide 2,88 m?.
b) ¿Con qué velocidad
llega a la planta baja?.
Respuesta: a)
43
b) 50 m/s
Problema n° 2) Si se
deja caer una piedra desde la terraza de un edificio y se observa que tarda 6 s
en llegar al suelo. Calcular:
a) A qué altura
estaría esa terraza.
b) Con qué velocidad
llegaría la piedra al piso.
Respuesta: a) 180
m
b) 60 m/s
Problema n° 3) ¿De
qué altura cae un cuerpo que tarda 4 s en llegar al suelo?.
Respuesta: 80
m
Problema n° 4) Un
cuerpo cae libremente desde un avión que viaja a 1,96 km de altura, cuánto
demora en llegar al suelo?.
Respuesta: 19,8
s
