viernes, 11 de mayo de 2012

Lectura 15: Caída libre

Cuando dejamos caer un cuero desde cierta altura, este se mueve en caída libre y si lo lanzamos hacia arriba, hablamos de lanzamiento vertical. Las características de estos tipos de movimiento son:

  1. Un cuerpo en caída libre o lanzamiento vertical, se mueve en línea recta con una aceleración g = 9.8m/seg2 que es la aceleración de gravedad del planeta Tierra. Para el lanzamiento vertical, la gravedad tiene signo negativo.
  2. Para la caída libre, v0 = 0 y g tiene signo positivo
  3. Para el lanzamiento vertical vf = 0 y g tiene signo negativo
  4. Si un objeto es lanzado verticalmente, el tiempo de ascenso es igual al tiempo de descenso.
  5. Todos los cuerpos, sin importar su masa, caen con la misma velocidad
  6. Todos los cuerpos, sin importar su masa, alcanzan la misma altura, si son lanzados con la misma velocidad inicial
  7. Se utilizan las formulas del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, pero el desplazamiento es la altura (h) y la aceleración es (g).

La tabla 1. Fórmulas usadas para calcular algunas de las variables relacionadas con caída libre y lanzamiento vertical.
VariableCaida libreLanzamiento vertical
Altura, conociendo el tiempo
Altura máxima.
Velocidad inicialCero
Velocidad final Cero
Tiempo
Tiempo, conociendo v0 o vf

Nota: los tiempos y alturas que resultan o tienen signo negativo, se refieren a objetos que suben en lanzamiento vertical.

t = 0 seg a = 9.8 m/seg2
v = 0
h = 0
t = 1 seg
a = 9.8 m/seg2
v = 9.8 m/seg
h = 4.9 m
t = 2 seg
a = 9.8 m/seg2
v = 19.6 m/seg
h = 19.6 m
Gráfica 1: variación de la aceleración, la velocidad y el desplazamiento en la caída libre.

La gráfica 1, ayuda a entender el comportamiento de un objeto en caída libre. Observe las siguientes características:

  • La aceleración es la misma durante todo el movimiento.
  • La velocidad aumenta en 9.8m/seg, cada segundo
  • La altura (h) o espacio recorrido, aumenta cada segundo en una proporción igual a gt2/2

Taller de lectura 15

  1. ¿Cuándo decimos que un cuerpo se mueve en caída libre?
  2. Escriba las características de la caída libre y el lanzamiento vertical
  3. Copie la tabla que muestra las fórmulas usadas para calcular algunas variables relacionadas con caída libre y lanzamiento vertical.
  4. Copie la gráfica 1 con la descripción de sus características
  5. De acuerdo con la gráfica 1, escriba los valores de la aceleración, velocidad y altura para los tiempos: t = 3seg, t = 4seg y t = 5seg.
  6. Realice los siguientes ejercicios:
    1. Un cuerpo es lanzado con velocidad inicial de 30m/seg.
      1. ¿Cuál es la velocidad del cuerpo 2 segundos después del lanzamiento?
      2. ¿Cuánto tarda el cuerpo en llegar a su punto más alto?
      3. ¿Cuál es la altura máxima alcanzada por el objeto?
      4. ¿Con qué velocidad regresa el cuerpo al punto de lanzamiento?
    2. Si una pelota lanzada verticalmente, alcanza una altura de 20 metros
      1. ¿Cuánto tarda en alcanzar su altura máxima?
      2. ¿Cuánto tarda en regresar al punto de partida?
    3. Un objeto que cae desde lo alto de un edificio, tarda 15 segundos en llegar al suelo. ¿Cuál es la altura del edificio?
    4. Un proyectil se lanza verticalmente con una velocidad de 50m/seg. ¿Cuál es su altura máxima?
    5. ¿Con qué velocidad inicial fue lanzado verticalmente una pelota que alcanza una altura de 16 metros?
    6. ¿Con qué velocidad inicial debe lanzarse verticalmente un objeto para que alcance su altura máxima en 20 segundos?

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