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CAIDA LIBRE FÍSICA

1. Caída Libre

2. Í n d i ce ■ ■ ■ ■ ■ Definición Aceleración y velocidad en caída libre Distancia recorrida en caída libre Ecuaciones del movimiento Ejemplo práctico: Lanzamiento vertical hacía arriba Movimiento de subida Movimiento de bajada Introducción a las gráficas: a-t, v-t, y-t Cálculo de magnitudes Gráfica velocidad-tiempo y aceleración-tiempo Gráfica posición-tiempo Gráfica distancia recorrida en cada intervalo de tiempo Caída Libre

3. Cuando un objeto se mueve verticalmente sólo bajo la acción de la fuerza de la gravedad , decimos que está en "caída libre". Este tipo de movimiento se produce cuando se lanza un objeto verticalmente hacia arriba o hacia abajo, o cuando simplemente lo dejamos caer. Movimiento de caída libre

4. La "caída libre" de un cuerpo es un caso de movimiento con aceleración constante . ■ Al ser un movimiento acelerado, la velocidad no será constante , por lo que irá cambiando a medida que transcurra el tiempo. ■ Si l a c aí da li bre s e r e ali z a e n l a T i er r a , l a a ce l e r a c i ó n s erá l a gravedad terrestre, cuyo val or tomaremos igual a 9,8 m/s 2 . ■ La aceleración de la gravedad es un vector que apunta siempre verticalmente hacia abajo, es decir, es negativa . Aceleración y velocidad en caída libre

5. Al ser un movimiento acelerado, el objeto no recorrerá espacios iguales en tiempos iguales , por lo que la distancia recorrida irá cambiando a medida que transcurra el tiempo. Distancia recorrida en caída libre

6. Ecuaciones del movimiento v = v + at y = y + v t + 1/2at 2 0 0 a= g = -9,8 m/s 2

7. Lanzamiento vertical hacía arriba de un objeto en caída libre Supongamos que una persona, desde la azotea de un edificio, lanza un objeto verticalmente hacia arriba desde una altura "H" respecto a la acera (la cual escogeremos como nuestro origen del sistema de coordenadas). Consideramos que nuestro eje coordenado (eje Y) apunta hacia arriba.

8. Movimiento de subida v = a v a v a ■ L a a c e l er a c i ó n es un i f o r m e ( lo s vectores rojos son de igual tamaño) ■ La velocidad va disminuyendo (los vectores azules están disminuyendo) En el punto más alto la velocidad se hace cero, pero la aceleración no es cero . La velocidad y la aceleración van en ■ ■ sentidos contrarios . El objeto está desacelerando (disminuyendo su velocidad) El o b j eto no recorre distancias ■ v a iguales en tiempos iguales.

9. Movimiento de bajada En el punto más alto la velocidad es cero, pero la aceleración no es cero. La aceleración es uniforme (indicado por el tamaño de los vectores rojos) L a v e lo c i d a d v a a u m en ta ndo ( l o s vectores azules están aumentando) a v =0 v a v a ■ ■ ■ ■ La velocidad y la aceleración van en s ent i d o . E l o b j eto e s t á ( a u m e n t a ndo su el mismo a ce l er a ndo velocidad) ■ L a v e l o c i d a d c o n l a que ll ega el objeto al suelo no es cero. El o b j eto no recorre distancias ■ v a iguales en tiempos iguales.

10. Gráficas aceleración, velocidad y posición ■ Primero es un movimiento uniformemente desacelerado , ya que la velocidad tiene sentido opuesto a la aceleración. El cuerpo lanzado llega a velocidad cero en su altura máxima (no confundir con aceleración cero), en el instante "t1" . De ahí en adelante es un movimiento uniformemente acelerado , pues la velocidad ya tiene el mismo sentido que la aceleración. ■ ■ Las correspondientes gráficas, respecto al tiempo, serán:

11. Cálculo de Magnitudes A l t u r a i n i ci a l : 10,0 m V e l o c i d a d i n i ci a l : 6,0 m/s T i e m p o d e s ub i d a : 0,6 s A l t u r a m áx i m a : 11,8 m T i e m p o d e v u e l o : 2,2 s V e l o c i d a d d e l l e g a d a : -15,2 m/s t ( s ) v ( m / s ) y ( m ) Δy ( m ) 0,0 6,0 10,0 0,0 0,2 4,0 11,0 1,0 0,4 2,1 11,6 0,6 0,6 0,0 11,8 0,2 0,8 -1,8 11,7 0,2 1,0 -3,8 11,1 0,6 1,2 -5,8 10,1 1,0 1,4 -7,7 8,8 1,3 1,6 -9,7 7,1 1,7 1,8 -11,6 4,9 2,1 2,0 -13,6 2,4 2,5 2,2 -15,2 0,0 2,4

12. Velocidad (variable) y aceleración (constante) en un lanzamiento en caída libre 1,4 s 1,6 s 1,8 s 2,0 s 2,2 s - 18 . 8 . 6 . 4 . 2 . . - 2 . - 4 . - 6 . - 8 . - 10 . - 12 . - 14 . - 16 . 0,0 s 0,2 s 0,4 s 0,6 s 0,8 s 1,0 s 1,2 s Tiempo (s) Velocidad Aceleración Velocidad y aceleración (S.I.)

13. Posición en un lanzamiento en caída libre 0,0 s 0,2 s , 4 s 0,6 s , 8 s 1,0 s 1,2 s 1,4 s 1,6 s 1,8 s 2,0 s 2,2 s Tiempo (s) . 1 4 . 1 2 . 1 . 8 . 6 . 4 . 2 . Posición (m)

14. Distancia recorrida en cada intervalo de tiempo en un lanzamiento en caída libre 1 .6 .2 .2 .6 1 1 .3 1 .7 2 .1 2 .5 2 .4 D i s t a n c i a r e c o r r i d a ( m )