Otoñolibre es un movimiento vertical que consiste en la caída de cuerpos sin el efecto de Fuerza de fricción. Aquí en la Tierra algunos cuerpos que caen desde pequeñas alturas en relación al suelo lo hacen de forma cercana a una caída libre ideal.
¿Qué es la caída libre?
El movimiento de caída libre fue estudiado por el físico italiano Galileo Galilei. Según tus estudios, Galileo mostró que los cuerpos en caída libre, incluso los de diferentes masas, llegarían al suelo al mismo tiempo, ya que estarían sujetos a la misma aceleración. La caída libre es, por tanto, un movimiento descrito por cuerpos, abandonados a una determinada altura, que ocurre exclusivamente por efecto de gravedad local. En este tipo de movimiento, ignoramos el efecto de efectivoenarrastrarofricción.
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La caída libre es una movimiento uniformemente variado, es decir, un cuerpo en caída libre tiene su velocidad aumentada a tasas constantes. Cuando un cuerpo es abandonado en alturas cercanas a la superficie de la Tierra, la velocidad a la que cae aumenta a un ritmo de 10 m / s, lo que equivale a decir que la aceleración de la gravedad de la Tierra es de 10 m / s², unos 36 km / h cada uno segundo.
ejemplos de caída libre
Cualquier cuerpo pesado que tenga un área pequeña de contacto con el aire puede describir un movimiento muy cercano a lo que se entiende por otoñolibre, si está suelto a pequeñas alturas del suelo. Mira algunos ejemplos:
Una bola de boliche que cayó a la altura de la cadera;
Un libro pesado que cae de la superficie de una mesa;
Una llave de rueda que se cae del maletero de un automóvil;
Un celular que se cae del bolsillo de una chaqueta.
A pesar de ser movimientos muy cercanos a la situación de caída libre, solo ocurre realmente en cuerpos que están abandonados en el aspiradora en regiones donde hay aceleracióngravitacional.
forma de caída libre
A otoñolibre, asumiendo que el cuerpo está abandonado en un momento determinado, es decir, inicialmente está en reposo, las ecuaciones a utilizar serán las siguientes:
Ecuación de la velocidad del cuerpo en caída libre:
v - velocidad de caída (m / s)
gramo - aceleración de la gravedad (m / s²)
t - intervalos de tiempo)
La ecuación anterior se utiliza para determinar la velocidad donde se mueve un cuerpo durante el movimiento de caída libre. Para ello, basta con multiplicar el tiempo de caída, medido en segundos, por la magnitud de la aceleración de la gravedad.
Ecuación de altura en caída libre:
La siguiente ecuación relaciona la altura de caída con el intervalo de tiempo:
H - altura (m)
A través de la ecuación que se muestra arriba, es posible determinar tanto el altura cuanto el horaenotoño de un cuerpo en caída libre.
Ecuación de Torricelli
Además de las dos fórmulas que se muestran, podemos usar una ecuación que se relacione con velocidad de otoño con el altura, a Ecuación de Torricelli.
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Gráficos de caída libre
Cómo el movimiento de caída libre es del tipo igualmentediverso, tus gráficos de velocidad y posición son, respectivamente, una línea recta ascendente y una parábola, con la concavidad hacia arriba. Vea:
Ejercicios fijos de caída libre
Pregunta 1) Si se sabe que un cuerpo tarda 2 s en llegar al suelo después de haber sido dejado caer a una altura H sobre el suelo, calcule la altura a la que cayó ese cuerpo, en metros.
a) 20 m
b) 15 m
c) 30 m
d) 40 m
e) 80 m
Plantilla: Letra a
Resolución:
El ejercicio nos pide que calculemos la altura de caída y nos dice el tiempo. De esta manera, simplemente use la fórmula que relaciona estas dos cantidades.
Pregunta 2) Se deja caer una pelota de baloncesto a una altura de 5 metros del suelo. Si esta pelota se mueve en caída libre, ¿cuál es la rapidez de la pelota, en km / h, justo antes de tocar el suelo?
a) 50 km / h
b) 10 km / h
c) 36 km / h
d) 15 km / h
e) 10 km / h
Plantilla: Letra c
Resolución:
El ejercicio nos pide encontrar la velocidad de la pelota, sin embargo, su enunciado no nos dice el tiempo de caída, por lo que usaremos la ecuación de Torricelli, como se muestra en el siguiente cálculo:
Luego de encontrar una velocidad de 10 m / s, fue necesario multiplicar el resultado por un factor de 3.6 para transformarlo a la unidad de kilómetros por hora.
Pregunta 3) Se deja caer un objeto a cierta altura del suelo, lo que describe un movimiento de caída libre. Suponiendo que la aceleración de la gravedad local es de 10 m / s², ¿cuál es el tiempo, en segundos, para que este objeto alcance una velocidad de 108 km / h?
a) 2 s
b) 4 s
c) 3 s
d) 5 s
e) 8 s
Plantilla: Letra c
Resolución:
El ejercicio nos pide que calculemos el tiempo que tarda un cuerpo en caída libre en alcanzar una velocidad de 107 km / h. Para hacer este cálculo, transformaremos la unidad de km / ha m / s, dividiendo esta velocidad por 3.6; luego usaremos la fórmula de velocidad de caída libre:
Por mí. Rafael Helerbrock
