Calculadora de ecuaciones cinemáticas de caída libre
Llamo a la fórmula que desarrollamos aquí la fórmula de la caída libre, pero en realidad funciona para cualquier aceleración suave a partir de una velocidad inicial de cero, por lo que realmente podría llamarse mejor la fórmula de la “aceleración suave a partir de cero”, pero eso es demasiado largo.
Empezamos considerando un objeto que se deja caer desde una cierta altura, d (por la distancia). Su velocidad inicial es cero. Dejaremos que el movimiento hacia abajo defina la dirección positiva, y la aceleración de la gravedad es la única aceleración que necesitamos.
Observa que la velocidad en esa ecuación es siempre la velocidad media, por eso se escribe como v. Ahora bien, la velocidad media de cualquier objeto en movimiento (con aceleración constante) no es más que la velocidad final más la inicial, dividida por 2, la llamada media aritmética.
Solución: “Cerca de la superficie de la Tierra” en este problema es sólo otra forma de decir “la aceleración debida a la gravedad es g = 9,8 m/s2”. Es menor a medida que nos alejamos de la superficie. Esta pregunta es sólo una aplicación directa de la fórmula de la caída libre.
Física de la caída libre
Una aplicación interesante de la figura a través de la figura es la llamada caída libre, que describe el movimiento de un objeto que cae en un campo gravitatorio, como por ejemplo cerca de la superficie de la Tierra u otros objetos celestes de tamaño planetario. Supongamos que el cuerpo cae en línea recta perpendicular a la superficie, por lo que su movimiento es unidimensional. Por ejemplo, podemos estimar la profundidad de un pozo de mina vertical dejando caer una roca en él y escuchando cómo la roca toca el fondo. Pero “caer”, en el contexto de la caída libre, no implica necesariamente que el cuerpo se desplace de una altura mayor a otra menor. Si se lanza una pelota hacia arriba, las ecuaciones de la caída libre se aplican tanto a su ascenso como a su descenso.
El hecho más notable e inesperado sobre la caída de objetos es que si la resistencia del aire y la fricción son despreciables, entonces en un lugar determinado todos los objetos caen hacia el centro de la Tierra con la misma aceleración constante, independientemente de su masa. Este hecho, determinado experimentalmente, es inesperado porque estamos tan acostumbrados a los efectos de la resistencia del aire y la fricción que esperamos que los objetos ligeros caigan más lentamente que los pesados. Hasta que Galileo Galilei (1564-1642) demostró lo contrario, la gente creía que un objeto más pesado tenía una mayor aceleración en caída libre. Ahora sabemos que no es así. En ausencia de resistencia del aire, los objetos pesados llegan al suelo al mismo tiempo que los más ligeros cuando se dejan caer desde la misma altura.
Cinemática de la caída libre respuestas
Definición de caída libreLa física de la caída libre se asocia a los objetos sobre los que sólo actúa la fuerza gravitatoria de la tierra. Para un objeto en caída libre, la única fuerza que actúa sobre él es su peso. Para responder a la pregunta “¿qué es la caída libre?”, considere a una persona que sostiene una pelota y está de pie encima de una silla. Si la persona simplemente deja caer la pelota, su recorrido desde que la deja caer hasta que toca el suelo se llama caída libre. Durante la caída libre de la pelota, su aceleración es igual a la aceleración debida a la gravedad. Observa la siguiente derivación para entender por qué es así. A partir de la segunda ley del movimiento de Newton, la fuerza sobre la pelota de masa {eq}m {/eq} viene dada por {eq}F=ma {/eq}, donde {eq}a {/eq} es su aceleración. Ahora bien, por la definición de caída libre, esta fuerza {eq}F {/eq} sólo se debe al peso de la pelota {eq}W {/eq}, que viene dado por {eq}W=mg {/eq}, donde {eq}g {/eq} es la aceleración debida a la gravedad. Es decir, {eq}Fuerza: sobre: la: bola=Peso \:de \:la: bola {/eq} Por lo tanto, {eq}F=W\:: \: \:flecha derecha \:bola: \: ma=mg\: \: \Flecha derecha: \a=g {/eq}. Esto implica que la aceleración de la pelota es igual a la aceleración debida a la gravedad. Esta aceleración es la misma para todos los objetos que caen libremente, independientemente de su masa, tamaño o forma.
Física de los lanzamientos verticales
Una aplicación interesante de la ecuación 3.3.2 a la ecuación 3.5.22 es la llamada caída libre, que describe el movimiento de un objeto que cae en un campo gravitatorio, como por ejemplo cerca de la superficie de la Tierra o de otros objetos celestes de tamaño planetario. Supongamos que el cuerpo cae en línea recta perpendicular a la superficie, por lo que su movimiento es unidimensional. Por ejemplo, podemos estimar la profundidad de un pozo de mina vertical dejando caer una roca en él y escuchando cómo la roca toca el fondo. Pero “caer”, en el contexto de la caída libre, no implica necesariamente que el cuerpo se desplace de una altura mayor a otra menor. Si se lanza una pelota hacia arriba, las ecuaciones de la caída libre se aplican tanto a su ascenso como a su descenso.
El hecho más notable e inesperado sobre la caída de objetos es que si la resistencia del aire y la fricción son despreciables, entonces en un lugar determinado todos los objetos caen hacia el centro de la Tierra con la misma aceleración constante, independientemente de su masa. Este hecho, determinado experimentalmente, es inesperado porque estamos tan acostumbrados a los efectos de la resistencia del aire y la fricción que esperamos que los objetos ligeros caigan más lentamente que los pesados. Hasta que Galileo Galilei (1564-1642) demostró lo contrario, la gente creía que un objeto más pesado tenía una mayor aceleración en caída libre. Ahora sabemos que no es así. En ausencia de resistencia del aire, los objetos pesados llegan al suelo al mismo tiempo que los objetos más ligeros cuando se dejan caer desde la misma altura Figura \(\PageIndex{1}\).