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Movimiento de caída libre
Es un tema que se estudia a lo largo de todos los cursos de Física, desde los más elementales.
Persisten errores que confunden la posición del móvil con espacio recorrido, Este tipo de
movimiento puede ayudarnos a resolverlos.
Se ha de insistir, que las magnitudes cinemáticas tienen carácter vectorial, incluso en el movimiento
rectilíneo, y que para describir un movimiento se han de seguir los siguientes pasos:
1. Establecer el sistema de referencia, es decir, el origen y el eje a lo largo del cual tiene lugar el
movimiento
2. El valor y signo de la aceleración
3. El valor y el signo de la velocidad inicial
4. La posición inicial del móvil
5. Escribir las ecuaciones generales i particulares del movimiento
6. A partir de los datos, despejar las incógnitas
Descripción
Un cuerpo es lanzado desde el techo de un edificio de altura y0 con velocidad v0y.
Y
En primer lugar, establecemos el origen y la dirección del
movimiento, el eje Y.
Después, los valores de la posición inicial y los valores y signos
de la velocidad inicial, y de la aceleración.
Yo
∆
∆ ∆ Criterio de signos
a) Hacia abajo ( – ) / Hacia arriba ( + )
b) Ejes coordenados: ala derecha ( + ) / a la izquierda ( – )
Actividad: Supón que lanzamos con una velocidad inicial de 6 m/s2 desde una altura de 15 m.
Escribe las ecuaciones a) suponiendo que el SR está en el suelo, b) que el SR está en el punto de
lanzamiento (15 m).
Algunos comentarios
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Cuando alcanza la altura máxima, la velocidad del móvil es cero
El tiempo que tarda en llegar al suelo, se obtiene a partir de la ecuación de la posición, poniendo
y=0, resolviendo una ecuación de segundo grado.
La solución del problema es independiente de la situación del origen.
Y
Signo de la aceleración:
Si el eje Y apunta hacia arriba la aceleración de la gravedad
vale a = –g,
g = 9’8 m/s2
Y
Y
Signo de la velocidad inicial:
Si el eje Y apunta hacia arriba y el cuerpo es inicialmente
lanzado hacia arriba el signo de la velocidad inicial es
positivo, en caso de ser lanzado hacia abajo el signo es
negativo
Y
Y
Yo
Yo
Situación del origen:
Se acostumbra a poner en el origen, en el punto en el que es
lanzado el móvil en el instante inicial. Esto no tiene que ser
siempre así, si un cuerpo es lanzado desde el techo de un
edificio podemos situar el origen en el suelo, la posición
inicial del móvil correspondería a la altura del edificio h.
ACTIVIDADES
1.-Se deja caer un objeto desde un edificio de 300 m de altura, calcular la velocidad y el tiempo que
tarda en llegar al suelo.
2.-Se lanza un objeto, situado inicialmente en el origen, hacia arriba con una velocidad de 60 m/s,
calcular la máxima altura que alcanza.
3.-Se lanza un objeto hacia arriba con una velocidad inicial de 40 m/s, desde el techo de un edificio
de 100 m de altura. Calcúlese la máxima altura sobre el suelo y la velocidad con que retorna al
mismo.
4.-Se lanza un objeto hacia abajo, con velocidad inicial de 10 m/s, desde una altura de 300 m.
Calcular la velocidad con que llega al suelo.