Caida Libre

Existen dos formas importantes de clasificación: una que toma en cuenta ambientes terrestres, marinos y aguas continentales (o dulces), y la segunda considera un trozo de la naturaleza, predestinada por los ecólogos en el cual se realizan mediciones, observaciones, análisis de su fauna, etc. Como requisito se le pide a éstos que existan elementos fundamentales y propios de la biosfera, como a su vez que contengan entrada y salida de energía, y que los seres vivos que integran esta área, la aprovechen provocando ciclos biogeoquímicos entre lo biótico y abiótico. Se determina con fines de estudio y se le llama “ecosistema”, se pude encontrar tanto en ambientes acuáticos co

Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre él, siendo su velocidad inicial cero.

En este movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y").

Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g, como la aceleración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleración se toma positiva.

En el vacío, todos los cuerpos tienden a caer con igual velocidad.

Un objeto al caer libremente está bajo la influencia única de la gravedad. Se conoce como aceleración de la gravedad. Y se define como la variación de velocidad que experimentan los cuerpos en su caída libre. El valor de la aceleración que experimenta cualquier masa sometida a una fuerza constante depende de la intensidad de esa fuerza y ésta, en el caso de la caída de los cuerpos, no es más que la atracción de la Tierra.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. Los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo.

La aceleración de gravedad es la misma para todos los objetos y es independiente de las masas de éstos.

En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire. Si se desprecia la resistencia del aire y se supone que aceleración en caída libre no varía con la altitud, entonces el movimiento vertical de un objeto que cae libremente es equivalente al movimiento con aceleración constante.

Caída Libre de los Cuerpos

Es bien conocido que, en ausencia de la resistencia del aire, todos los objetos que se dejen caer cerca de la superficie de nuestro planeta caen hacia esta con la misma aceleración constante bajo la influencia de la gravedad de la tierra.

Por muchos años las enseñanzas del gran filósofo griego Aristóteles (384-322 aC) sostuvieron que los objetos más pesados caen más rápido que los livianos. Este observó ciertos cuerpos que, al caer simultáneamente, finalizaban su caída en tiempos distintos. Ante esta observación, Aristóteles concluyó que el fenómeno se debía al peso de los cuerpos. Al ser Aristóteles uno de los pensadores más grandes de su época, esta afirmación fue aceptada como cierta por más de dos mil años frenando así el avance de la ciencia.

Galileo Galilei (1654-1642) ,Origino nuestras ideas actuales con relación a la caída de objetos. El realizó ciertos experimentos y observó que lo que decía Aristóteles parecía ser cierto sólo en el caso de objetos livianos. Cuando probó con objetos más pesados, logró comprobar que los mismos caían simultáneamente. Galileo concluyó que el comportamiento no era el mismo con los objetos más livianos debido a la resistencia que el aire les ofrecía.

Entonces podemos decir que: un objeto cae libremente cuando no se toma en cuenta la resistencia del aire, en cuyo caso la única fuerza que actúa sobre el objeto es la fuerza de atracción gravitatoria, si se supone nula la resistencia del aire, se observa que todos los cuerpos cualesquiera que sea su peso, su tamaño o composición caen con la misma aceleración en un mismo lugar en la tierra.

Si suponemos que se deja caer un cuerpo desde una gran altura, se tendrá que al comienzo el movimiento es uniformemente acelerado, a medida que va descendiendo la velocidad va aumentando.

Definición:

Caída Libre: Es el movimiento en dirección vertical, realizado por un cuerpo cuando se deja caer en el vacío, bajo la acción de la aceleración de gravedad. El termino caída libre es aplicado tanto a los objetos que ascienden como a los que descienden, solo que para ascender es necesario proporcionarle al cuerpo una velocidad inicial ,Considerando que la velocidad inicial es cero, Vₒ = 0 por venir en caída libre las ecuaciones son:

Ecuaciones de caída libre

Caída libre Lanzamiento Vertical Hacia Arriba

y = ½g∙t²

y = Vₒ∙t ±½g∙t²

V = g∙t V =Vₒ ± g∙t

V² = 2∙g∙y V² =Vₒ² ± 2∙g∙y

tmax =-Vₒ / g

tv = 2∙tmax

y max =-Vₒ² / 2g

Problemas resueltos.

1) Se deja caer libremente un cuerpo, determine la posición y la velocidad del cuerpo, después de 1 s y 3 s

1. Datos:

2. g = -9,8 m/s²

3. t = 1 s ; 3 s

4. a) Calculamos la posición del cuerpo con la ecuación y = ½g∙t²

5. Para t = 1 s

6. y = ½(-9,8m/s²)(1 s)² Sustituimos , multiplicamos y elevamos al cuadrado

7. y = (-4,9 m/s²)(1 s²) Multiplicamos y simplificamos las Unidades

8. R: y = -4,9 m

9. Para t = 3 s

10. y= ½(-9,8m/s²)(3 s)² Sustituimos, multiplicamos y elevamos al cuadrado.

11. y= (-4,9 m/s²)(9 s²) Multiplicamos y simplificamos las unidades

R: y = -44,1 m

b) Calculamos la velocidad del cuerpo con la ecuación V = g∙t

Para t = 1 s

V = g∙t

V = (-9,8m/s²)(1 s) Sustituimos y multiplicamos simplificando las unidades

R: V = -9,8 m/s

Para t = 3 s

V = g∙t

V = (-9,8m/s²)(3 s) Sustituimos y multiplicamos simplificando las unidades

R: V = -29,4 m/s

2. Desde el suelo se lanza verticalmente y hacia arriba un cuerpo con una velocidad de 24,4 m/s. Calcular: a) tiempo en alcanzar la altura máxima; b) la altura máxima alcanzada;

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