CAIDA LIBRE

En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de uncampo gravitatorio. Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo, es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables.

El concepto es aplicable también a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la acción desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o a cualquier objeto (satélites naturales o artificiales, planetas, etc.) en órbita alrededor de un cuerpo celeste. Otros sucesos referidos también como caída libre lo constituyen las trayectorias geodésicas en el espacio-tiempo descritas en la teoría de la relatividad general.Ejemplos de caída libre deportiva los encontramos en actividades basadas en dejarse caer una persona a través de la atmósfera sin sustentación alar ni de paracaídas durante un cierto trayecto. 

FORMULAS

MOVIMIENTO PARABOLICO

Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de unproyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.

En realidad, cuando se habla de cuerpos que se mueven en un campo gravitatorio central (como el de La Tierra), el movimiento es elíptico. En la superficie de la Tierra, ese movimiento es tan parecido a una parábola que perfectamente podemos calcular su trayectoria usando la ecuación matemática de una parábola. La ecuación de una elipse es bastante más compleja. Al lanzar una piedra al aire, la piedra intenta realizar una elipse en uno de cuyos focos está el centro de la Tierra. Al realizar esta elipse inmediatamente choca con el suelo y la piedra se para, pero su trayectoria es en realidad un "trozo" de elipse. Es cierto que ese "trozo" de elipse es casi idéntico a un "trozo" de parábola. Por ello utilizamos la ecuación de una parábola y lo llamamos "tiro parabólico". Si nos alejamos de la superficie de la Tierra sí tendríamos que utilizar una elipse(como en el caso de los satélites artificiales).

El movimiento parabólico puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y unmovimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

El tiro parabólico tiene las siguientes características:

• Conociendo la velocidad de salida (inicial), el ángulo de inclinación inicial y la diferencia de alturas (entre salida y llegada) se conocerá toda la trayectoria.
• Los ángulos de salida y llegada son iguales.
• La mayor distancia cubierta o alcance se logra con ángulos de salida de 45º.
• Para lograr la mayor distancia fijado el ángulo el factor más importante es la velocidad.
• Se puede analizar el movimiento en vertical independientemente del horizontal.

TIPOS DE MOVIMIENTO PARABÓLICO

Movimiento parabólico

El movimiento parabólico completo se puede considerar como la composición de un avance horizontal rectilíneo uniforme y un lanzamiento vertical hacia arriba, que es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado hacia abajo (MRUA) por la acción de la gravedad.

En condiciones ideales de resistencia al avance nulo y campo gravitatorio uniforme, lo anterior implica que:

1. Un cuerpo que se deja caer libremente y otro que es lanzado horizontalmente desde la misma alturatardan lo mismo en llegar al suelo.
2. La independencia de la masa en la caída libre y el lanzamiento vertical es igual de válida en los movimientos parabólicos.
3. Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba y otro parabólicamente completo que alcance la misma altura tarda lo mismo en caer.
4. El tiempo que tarda en alcanzar su altura máxima es el mismo tiempo que tarda en recorrer la mitad de su distancia horizontal, es decir, el tiempo total necesario para alcanzar la altura máxima y regresar al suelo es el mismo para el total de recorrido horizontal.

FORMULAS

PREICFES DE CAÍDA LIBRE

CAÍDA LIBRE

1.  Dos sacos de lastre (freno de los globos), uno con arena y otro con piedra, tienen el mismo tamaño, pero el primero es 10 veces más liviano que el último. Ambos sacos se dejan caer al mismo tiempo desde la terraza de un edificio. Despreciando el rozamiento con el aire al caer, entonces es correcto afirmar que llegan al suelo.

A.      al mismo tiempo con la misma rapidez

B.       en momentos distintos con la misma rapidez

C.       al mismo tiempo con rapidez distintas

D.      en momentos distintos con rapidez distinta

2.        El movimiento vertical de los dos lastres anteriores es.

A.      uniforme

B.       acelerado pero no uniforme

C.       uniformemente acelerado hacia abajo

D.      uniformemente acelerado hacia arriba

3.        Un globo de aire caliente controla su altura arrojando sacos de lastre que contiene distintos materiales. Se deja caer un saco de lastre que contiene arena, el cual llega al piso con cierta rapidez, mientras el globo se eleva lentamente y pronto se detiene. En ese instante se deja caer otro saco de lastre que llega al piso con el cuadrúple de la rapidez en comparación con la del primero. La altura que tenía el globo al soltar el segundo saco en comparación con la que tenía al soltar el primero era

A.      ½ de la altura inicial

B.       4 veces la altura inicial

C.       8 veces la altura inicial

D.      16 veces la altura inicial

1.        Desde la altura de un edificio que mide 180 metros de altura, se deja caer (suelta) una pelota de béisbol. Suponiendo que no hay resistencia del aire y tomando como aceleración de la gravedad, el valor de 10 m/s ², para que la pelota llegue al suelo se necesitan.

A.      2 segundos

B.       6 segundos

C.       10 segundos

D.      18 segundos

2.        La velocidad final con que la pelota llega al suelo es

A.      180 m/s

B.       100 m/s

C.       60 m/s

D.      20 m/s

3.        Dos niños juegan en un barranco con una pelota de tenis, uno lanza la pelota directamente hacia arriba y el otro la debe atrapar al caer. Si uno de los niños lanza la pelota con una velocidad de 20 m/s. El tiempo que tarda la pelota en alcanzar su altura máxima es.

A.      0 segundo

B.       1 segundo

C.       2 segundo

D.      4 segundo

4.        En el problema anterior, la velocidad de la pelota,  justo antes que el segundo niño la atrape es

A.      10 m/s en dirección hacia arriba

B.       20 m/s en dirección hacia arriba

C.       10 m/s en dirección hacia abajo

D.      20 m/s en dirección hacia abajo

PREICFES DE MOVIMIETO PARABOLICO

MOVIMIENTO PARABOLICO

1. 1.Se lanza una pelota con una velocidad inicial de 20m / s que hace un ángulo de 37 grados con la horizontal”. La velocidad con que la pelota choca contra el suelo es de:
1.   20m / s.
2.   10m / s.
3.   15m / s.
4. 30m / s.
2. 2. Dos cuerpos de masas iguales se lanzan horizontalmente desde una altura de 20 metros con velocidades de 10m/s y 20m/s”. Se puede concluir que:
1.  Los dos cuerpos caen al mismo tiempo porque tienen velocidades diferentes.
2.  Los dos cuerpos caen al mismo tiempo porque el tiempo no depende de la velocidad de lanzamiento.
3.  Los dos cuerpos caen al mismo tiempo porque el tiempo no dependen ni de la masa ni de la velocidad de lanzamiento.
4.   Los dos cuerpos caen al mismo tiempo porque tienen la misma masa.
3. 3.Cuando en un movimiento parabólico el proyectil alcanza la altura máxima se puede concluir que:
1.   la velocidades horizontal y vertical son cero.
2.  la velocidad horizontal es cero.
3. la velocidad vertical es cero.
4.   su velocidad es cero.

1. 4.Se lanza una pelota con una velocidad inicial de 20m / s que hace un ángulo de 37 grados con la horizontal”. . El tiempo que demora la pelota en el aire es de:
1.   1.2 seg.
2.  1.59 seg.
3. 3.19 seg.
4.  2.4 seg.
2. 5. se lanza un proyectil con una velocidad inicial de 200 m/s y una inclinacion, sobre la horizontal, de 
3. 30 grados. calcular cual es la altura maxima que alcanza la bala

          A 2.038.74 m

       

          B. 8.556 m

          C. 37.567 m 

   

          D. 36.589 m

MOVIMIENTO PARABÓLICO

1.Científico que demostró que el movimiento parabólico es un movimiento compuesto de dos dimensiones en la que actúan el MRU y MRUV.

2.En el movimiento parabólico el movimiento rectilíneo uniforme acelerado(MRUA) en la vertical, en el eje Y, la aceleración de la gravedad es.

3.Se patea un balón de fútbol con un ángulo de 37° con una velocidad de 20 m/s. Calcule:

a) La altura máxima.

b) El tiempo que permanece en el aire.

c) La distancia a la que llega al suelo.

d) La velocidad en X y Y del proyectil después de 1 seg de haber sido disparado

4 Hallar a qu´e velocidad hay que realizar un tiro parab´olico para que llegue a una altura m´axima de 100 m si el ´angulo de tiro es de 30 grados. 

5 Hallar a qu´e ´angulo hay que realizar un tiro parab´olico para que el alcance y la altura m´axima sean iguales

CUESTIONARIO DE CAÍDA LIBRE

¿con que velocidad se debe lanzar verticalmente un cuerpo para que alcance una altura de 490 m?

¿que es una caída libre?

¿que velocidad alcanza un cuerpo al cabo de 5 seg de caída?

¿con que velocidad llega un cuerpo al suelo  que se deja caer de una altura de 80 metros?

¿ que tiempo dura en el aire una piedra que se lanza verticalmente hacia arriba con  una velocidad de 24 m/s 

¿ un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba  y alcanza una altura  de 100 m con que velocidad se lanzo?