GUIA CAIDA LIBRE

I.E.D. TECNICO AGROINDUSTRIAL DE MINCA Sierra Nevada de Santa Marta

Área: Profesor: Estudiante:

Ciencias Naturales Ing. Weymer Sierra Ibarra

Asignatura: Grado: Fecha:

Guía No.

Física Décimo

Tema: CAIDA LIBRE Y LANZAMIENTO VERTICAL Logros:  

Explicar la caída libre de los cuerpos cerca de superficies terrestres.

Resolver problemas en los cuales intervengan variables en movimientos de caída libre

CAIDA LIBRE Y LANZAMIENTO VERTICAL Uno de los casos más familiares de aceleración constante se debe a la gravedad cerca de la superficie de la Tierra. Cuando un objeto cae, su velocidad inicial es cero (en el instante en que es liberado), pero un tiempo después durante la caída, tiene una velocidad que no es cero. Ha habido un cambio en la velocidad y, por definición, una aceleración. La aceleración debida a la gravedad (g) tiene un valor aproximado (magnitud) de 9.8m/s2 y se dirige hacia abajo (hacia el centro de la tierra).

La resistencia del aire es otro valor que afecta la aceleración de un objeto que cae, pero para objetos relativamente densos y para las distancias de caída que son generalmente cortas, la resistencia del aire produce un efecto pequeño. Se dice que los objetos en movimiento sólo bajo la influencia de la gravedad, están en caída libre, concluyendo que los objetos sin importar su naturaleza, tamaño o forma caen de igual manera en el vacío. La aceleración debida a la gravedad g es la aceleración constante para todos los objetos en caída libre, sin considerar su masa ni su peso.

Alguna vez se creyó que los cuerpos pesados caían más rápido que los cuerpos más ligeros. Esto fue parte de la teoría del movimiento de Aristóteles. Es fácil observar que una moneda cae con mayor rapidez que una hoja de papel, cuando se deja caer simultáneamente desde la misma altura. Pero en este caso la resistencia del aire juega un papel notable. Si el papel se arruga en una bola compacta, ofrece a la moneda una competencia más reñida. Del mismo modo, una pluma “flota” hacia abajo mucho más lentamente que lo que tarda una moneda. No obstante en, un casi vacío, donde la resistencia del aire es despreciable, la pluma y la moneda caen con la misma aceleración.

El astronauta David Scott llevĂł a cabo un experimento similar en la luna en 1971; dejo caer al mismo tiempo y desde la misma altura una pluma y un martillo. Desde luego, ĂŠl no necesitĂł de una bomba de vacĂ­o dado que el la luna no tiene atmosfera ni resistencia del aire. El martillo y la pluma llegaron a la superficie lunar juntos, la caĂ­da les tomĂł mĂĄs tiempo que en la tierra.

Características de un movimiento de Caída Libre     

Trayectoria recta vertical Es un movimiento uniformemente acelerado Todos los cuerpos caen con la misma aceleraciĂłn (en el vacĂ­o) La velocidad inicial es cero AceleraciĂłn de la gravedad (9.8m/ss)

Características de un movimiento de Lanzamiento Vertical     

Trayectoria recta vertical Puede ser hacia arriba o hacia abajo Hacia arriba: uniformemente desacelerado; en su mĂĄxima altura la velocidad es cero o AceleraciĂłn de la gravedad negativa Hacia abajo: uniformemente acelerado o AceleraciĂłn de la gravedad positiva La velocidad inicial es diferente de cero

Ecuaciones: đ?’š = đ?’—đ?’Š +

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ACTIVIDAD INDIVIDUAL 1. Un objeto lanzado en caĂ­da libre: a. Cae 9.8m cada segundo b. Cae 9.8m durante el primer segundo c. Tiene un incremento en la rapidez de 9.8m/s cada segundo d. Tiene un incremento en aceleraciĂłn de 9.8m/s cada segundo 2. Cuando un objeto es lanzado verticalmente hacia arriba, despreciando la resistencia del aire, su: a. Velocidad cambia no uniformemente b. Altura mĂĄxima es independiente de la velocidad inicial c. Tiempo de viaje hacia arriba es ligeramente mayor que su viaje hacia abajo d. Rapidez al regresar a su punto de partida es la misma que la velocidad inicial 3. Un objeto se deja caer libremente desde un aviĂłn, tarda 12 segundos en llegar al suelo. Âża quĂŠ altura volaba el aviĂłn?

4. ¿Qué velocidad alcanza al cabo de 10 segundos un cuerpo que se deja caer libremente?

Calcula la velocidad al cabo de 20 segundos. ¿se puede afirmar que al duplicar el tiempo de caída, se duplica la velocidad adquirida por el cuerpo?

5. ¿con que velocidad llega al suelo un cuerpo que se deja caer desde una altura de 120m?

6. Un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba y alcanza una altura de 100m. ¿con que velocidad se lanzó?

7. Una pelota es lanzada verticalmente hacia arriba desde el suelo. Un estudiante que se encuentra en una ventana ve que la pelota pasa frente a él con una velocidad de 5,4m/s hacia arriba. La ventana se encuentra a 12m de altura. a. ¿Qué altura máxima alcanza la pelota? b. ¿Cuánto tarda la pelota en llegar a la altura máxima desde que la ve el estudiante frente a él?

8. Un objeto es lanzado verticalmente hacia arriba. Cuando alcanza la mitad de la altura máxima, su velocidad es de 24m/s. a. ¿Qué altura máxima alcanza? b. ¿Qué tiempo tarda en alcanzarla? c. ¿con que velocidad se lanzó? d. ¿Qué tiempo tarda en alcanzar una velocidad de 24m/s hacia abajo?

9. Si un objeto que se suelta cae 19.6m en 2s, ¿Qué tan lejos caerá en 4s?

10. Se tira una piedra desde una altura de 20m. a. ¿Cuánto tiempo le toma a la piedra caer al suelo? b. ¿Qué velocidad tiene en el momento en que cae al suelo?

11. ¿con que rapidez se debe proyectar verticalmente hacia arriba un objeto para que alcance una altura máxima de 12m desde su punto de partida?

12. El techo de un salón de clases está clases está a 3.75m del piso. Un estudiante tira una manzana verticalmente hacia arriba, liberándola a 50cm del piso. ¿Cuál es la máxima velocidad inicial que se puede dar a la manzana para que no toque el techo?