Caída libre y tiro vertical
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Caída libre
Un cuerpo tiene una caída libre si desciende sobre la superficie de la Tierra sin sufrir ninguna resistencia originada por el aire. De manera práctica, cuando La resistencia del aire sobre los cuerpos se puede despreciar por ser tan pequeña es posible interpretar su movimiento como una caída libre. La aceleración de la gravedad es una magnitud vectorial cuya dirección está dirigida hacia el centro de la Tierra; además, su valor varía según el lugar, pero para fines prácticos se considera en forma aproximada como: g = ‐ 9.8 m/s2 El signo menos es porque la aceleración de la gravedad está dirigida hacia abajo. Todos los cuerpos ya sean grandes o pequeños, en ausencia de fricción, caen a la Tierra con la misma aceleración. La aceleración gravitacional produce sobre los cuerpos con caída libre un movimiento uniformemente variado. Para resolver problemas de caída libre se utilizan las mismas ecuaciones del MRUA, pero se acostumbra cambiar:
a) la letra a de aceleración por la g que representa la aceleración de la gravedad,
b) y la letra d de distancia por la h que representa a la altura.
Caída libre
Un cuerpo tiene una caída libre si desciende sobre la superficie de la Tierra sin sufrir ninguna resistencia originada por el aire. De manera práctica, cuando La resistencia del aire sobre los cuerpos se puede despreciar por ser tan pequeña es posible interpretar su movimiento como una caída libre. La aceleración de la gravedad es una magnitud vectorial cuya dirección está dirigida hacia el centro de la Tierra; además, su valor varía según el lugar, pero para fines prácticos se considera en forma aproximada como: g = ‐ 9.8 m/s2 El signo menos es porque la aceleración de la gravedad está dirigida hacia abajo. Todos los cuerpos ya sean grandes o pequeños, en ausencia de fricción, caen a la Tierra con la misma aceleración. La aceleración gravitacional produce sobre los cuerpos con caída libre un movimiento uniformemente variado. Para resolver problemas de caída libre se utilizan las mismas ecuaciones del MRUA, pero se acostumbra cambiar:
a) la letra a de aceleración por la g que representa la aceleración de la gravedad,
b) y la letra d de distancia por la h que representa a la altura.
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Tiro vertical
El tiro vertical es un movimiento que se manifiesta cuando un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba, observándose que su velocidad va disminuyendo hasta anularse al alcanzar la altura máxima. Inmediatamente inicia su regreso para llegar al mismo punto donde fue lanzado y adquiere la misma velocidad con la cual partió. De la misma forma, el tiempo empleado en subir es el mismo utilizado en bajar. Las ecuaciones empleadas para este movimiento son las mismas de la caída libre de los cuerpos, pues también es un MRUA. En el tiro vertical resulta importante calcular la altura máxima que alcanzará un cuerpo, para ello se usa la ecuación:
Ejemplo
Se lanza un cuerpo verticalmente hacia abajo con una velocidad inicial de 7 m/s.
a) ¿Cuál será su velocidad luego de haber descendido 3 s?.
b) ¿Qué distancia habrá descendido en esos 3 s?.
c) ¿Cuál será su velocidad después de haber descendido 14 m?.
d) Si el cuerpo se lanzó desde una altura de 200 m, ¿en cuánto tiempo alcanzará el suelo?.
e) ¿Con qué velocidad lo hará?.
Usar g = 10 m/s².
Desarrollo
Datos:
v0 = 7 m/s
t = 3 s
y = 200 m
h = 14 m
Ecuaciones:
(1) vf = v0 + g.t
(2) y = v0.t + g.t²/2
(3) vf² - v0² = 2.g.h
a) De la ecuación (1):
vf = (7 m/s) + (10 m/s²).(3 s)
vf = 37 m/s
vf = 37 m/s
b) De la ecuación (2):
Δh = (7 m/s).(3 s) + (10 m/s²).(3 s)²/2
Δ h = 66 m
Δ h = 66 m
c) De la ecuación (3):
vf = √v0² + 2.g.h
vf = 18,14 m/s
d) De la ecuación (2):
0 = v0.t + g.t²/2 - y
Aplicamos la ecuación cuadrática que dará dos resultados:
t1 = 5,66 s
t2 = -7,06 s (NO ES SOLUCION)
e) De la ecuación (3):
vf = √v0² + 2.g.h
vf = 63,63 m/s
Tomado de;
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/cinematica/resueltos/tp11_tiro_vertical_problema01.php
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