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Descripción de la Caída Libre de los Cuerpos

Enviado por gus_wolvering



Partes: 1, 2

  1. Caída libre: distancia recorrida
  2. Explicación de la caída libre
  3. Caída de los cuerpos
  4. Caída libre de los cuerpos y Tiro vertical

Práctica #2.

Introducción

Caída libre: rapidez adquirida

Una manzana cae de un árbol. ¿Se acelera durante la caída? Sabemos que parte del reposo y adquiere rapidez conforme cae. Lo sabemos porque podríamos atraparla sin hacemos daño después de una caída de uno o dos metros, pero no si cae desde un globo que vuela a gran altura.

Así pues, la manzana adquiere más rapidez durante el tiempo en que cae desde una gran altura que durante el tiempo más breve que le toma descender un metro. Este aumento de rapidez indica que la manzana se acelera al caer.

La gravedad hace que la manzana se acelere hacia abajo una vez que comienza a caer. En la vida real la resistencia del aire afecta la aceleración de un objeto que cae. Imaginemos que el aire no opone resistencia y que la gravedad es el único factor que afecta la caída de un cuerpo. Decimos entonces que el cuerpo está en caída libre. Los objetos en caída libre están sujetos únicamente a la acción de la gravedad. La siguiente tabla muestra la rapidez instantánea al cabo de cada segundo de caída de un objeto que cae libremente desde una posición de reposo. El tiempo transcurrido es el tiempo que ha pasado desde el inicio de la caída.

Tabla. Diversos valores de rapidez de un objeto que cae libremente desde una posición de reposo.

Tiempo Transcurrido en Segundos

Rapidez Instantánea (metros / segundo)

0

0

1

10

2

20

3

30

4

40

5

50

.

.

.

.

.

.

t

10t

Observa en la tabla cómo cambia la rapidez. Durante cada segundo de la caída la rapidez instantánea del objeto aumenta en 10 metros por segundo. Esta ganancia de rapidez por segundo es la aceleración.

Aceleración = Cambio de rapidez / Intervalo de Tiempo = 10 m/s / 1 s = 10 m/s2

Advierte que cuando el cambio de rapidez se expresa en m/s y el intervalo de tiempo en s, la aceleración se expresa en m/s2 (que se lee "metros por segundo al cuadrado"). La unidad de tiempo, el segundo, aparece dos veces: la primera en la unidad de rapidez y la segunda como unidad del intervalo de tiempo en el cual cambia la rapidez.

La aceleración de un objeto que cae en condiciones en que la resistencia del aire es insignificante es de alrededor de diez metros por segundo al cuadrado (10 m/s2). Cuando se habla de una caída libre se acostumbra emplear la letra g para representar la aceleración (porque en este caso la aceleración se debe a la gravedad). Aunque g varía ligeramente en distintas partes del mundo, su valor promedio es cercano a 10 m/s2. Un valor más exacto es 9.8 m/s2, pero es más fácil entender las ideas en tomo a la caída libre cuando se redondea a 10 m/s2. Cuando la exactitud sea importante se debe usar el valor de 9.8 m/s2 para la aceleración en caída libre. Observa en la tabla anterior que la rapidez instantánea de un objeto que cae desde una posición de reposo es igual al producto de la aceleración por el tiempo de caída, es decir, el tiempo transcurrido.

Rapidez instantánea = aceleración x tiempo transcurrido

La rapidez instantánea v de un objeto en caída libre desde una posición de reposo después de un tiempo transcurrido t se expresa en forma de ecuación como: v = gt


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