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Ejemplo de Caída libre

La caída libre existe cuando un cuerpo es liberado desde una altura X, con una velocidad inicial cero y durante la caída adquiere aceleración debido a la fuerza de gravedad.

La caída libre de los cuerpos es una magnitud física que se refiere a un movimiento con sentido vertical hacía abajo, partiendo del reposo (velocidad inicial = 0), e idealmente sin ningún obstáculo o circunstancia que frene el movimiento. Todos los cuerpos caen con la misma velocidad en el vacío. En el aire, esta propiedad  es notoria para cuerpos  pesados, pero no para cuerpos ligeros, como una hoja de árbol o un papel, debido a que el aire produce fricción, ofreciendo una resistencia que frena el movimiento de aceleración de la caída libre.

La Caída libre es un movimiento uniformemente acelerado. Para fines prácticos, no tomamos en cuenta el efecto de la fricción del aire. Para hacer los cálculos de caída libre, utilizamos una constante y tres variables. La constante es el valor de aceleración de la gravedad (g) que es de g=981cm/s2 o g=9.81m/s2.  Esto significa que un cuerpo acelerará 9.81 metros cada segundo. La primera variable es la velocidad final (vo o vf), que es la velocidad que alcanza el objeto al final del recorrido. Otra variable es el tiempo (t), que es lo que tarda en recorrer desde el punto de inicio al final de recorrido. La tercera variable es la altura (h) que es la distancia que separa el punto de inicio hasta el fin del recorrido.

Como vemos, la caída libre tiene los mismos componentes que el Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA), y las fórmulas son equivalentes:

MUA <--------------------------------------> CAÍDA LIBRE
Aceleración (a) <------------------------------>  gravedad (g)
Velocidad inicial (vo) <-----------------------> Velocidad inicial (vo)
Velocidad fina (vf) <---------------------> velocidad final (vf)
Distancia (d) <----------------------------------> altura (a, h)
Tiempo (t) <------------------------------------> tiempo (t)

Igualmente las fórmulas para despejar las variables de la caída libre se corresponden con las del movimiento uniformemente acelerado.  

MUA <--------------------------------------> CAÍDA LIBRE
Velocidad final (para una velocidad inicial de 0):
Vf= a*t <------------------------------>  vf= g*t
Tiempo (para una velocidad inical de 0):
t= vf /a <-----------------------> t= vf/g
Altura (para una velocidad inicial de 0):
d= ½ at2 <---------------------> h= ½ gt2

La caída libre puede combinarse con un impulso inicial. En este caso ambos movimientos se suman, siguiendo las fórmulas del Movimiento uniformemente acelerado:

MUA <--------------------------------------> CAÍDA LIBRE
Velocidad final:
Vf= vo + (a*t) <------------------------------>  vf= vo + (g*t)
Tiempo:
t= (vf - vo) /a <-----------------------> t= (vf- vo) /g
Altera:
d= vot +( ½ at2) <---------------------> h= vot +(½ gt2)
 

Las unidades convencionales para cada elemento, son:

g = m/s2
vo = m/s
vf = m/s
h = m
t = s

Además se pueden construir gráficas a partir de cada una de las variables. Las gráficas de tiempo y aceleración, serán líneas rectas progresivas en el plano cartesiano, mientras que las gráficas de la distancia serán curvadas.

Ejemplos de problemas de caída libre:

Problema 1: Calcular la velocidad final de un objeto en caída libre, que parte de reposo y cae durante 5.5 segundos. Construir gráfica.

Vo = 0

g = 9.81 m/s2

t = 5.5 s

Formula vf= g*t = 9.81*5.5 = 53.955 m/s

Problema 2: Calcular la velocidad final de un objeto en caída libre, con un impulso inicial de 11 m/s y cae durante 7.3 segundos. Construir gráfica.

Vo = 11

g = 9.81 m/s2

t = 7.3 s

Formula = vo + (g*t) = 11 + (9.81*7.3)  = 82.54 m/s

Problema 3: Calcular la altura desde la que fue lanzado un objeto en caída libre, que tardó  6.5 segundos en tocar el suelo. Construir gráfica.

Vo = 0

g = 9.81 m/s2

t = 6.5 s

fórmula = h= ½ gt2 = .5* (9.81*6.52) = .5 * 414.05 = 207.025 m

Problema 4: Calcular la altura desde la que fue lanzado un objeto en caída libre, con una velocidad inicial de 10 m/s, que tardó 4.5 segundos en tocar el suelo. Construir gráfica.

Vo = 10

g = 9.81 m/s2

t = 4.5 s

Fórmula = h= vot +(½ gt2) = (10*4.5) + (.5*[9.8*4.52]) = 45 + .5* (9.81*6.52) = 45 + (.5* 198.45) = 45 + 99.225 = 144.225 m

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Por : Victor

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Comentarios:

  1. Sí, me ayudó mucho, gracias.
    Por emiliano 11.26.13 a las 21:01:30
    1. Por favor necesito ejercicios resueltos de caída libre para noveno año.
      Por luis 02.02.12 a las 14:00:57
      1. no se nada de fisica porfavor ejemplos de caida libre de 3er año
        Por gerald casrañeda 01.15.12 a las 15:56:42
        1. Me encanta física es como nadar sin salvavidas.
          Por maryyy 10.05.11 a las 15:37:09
          1. Todos son fáciles che.
            Por ian 09.30.11 a las 17:03:04
            1. La física es sencilla.
              Por ingrid 08.15.11 a las 22:05:46
              1. me podrian pasar las formulas caida libre pero explicandome algunos ejercicios
                Por jackeline 08.13.11 a las 18:49:13
                1. quiero ejemplos de caida libre por favor gracias
                  Por Melvin Alfaro 08.09.11 a las 19:48:39
                  1. como hago para hallar la gravedad de un planeta x
                    Por yessik andrea 06.06.11 a las 13:42:29
                    1. waaa pxaaa necesithoo mas ejemplos ii el significado de esos signos por favor por favoraa
                      Por sharon 05.31.11 a las 20:47:36
                      1. mmmmm,hola busco las formulas de tiempo,velocidad,por favor
                        saludos
                        Por Alex Porras 05.16.11 a las 14:30:24
                        1. quiero un ejemplo de caida libre rapido ok
                          Por andres el papi 05.01.11 a las 9:59:54
                          1. Yo qkeriia con dibujiito0sz no formula
                            Por Pepe Leputilla 02.07.11 a las 10:09:26
                            1. medio buenos.!
                              Por alejandra 01.06.11 a las 14:12:35
                              1. los ejemplos son muy buenos ya q me ayudan en mi tarea ...jajajaja...sirven para q aprendaz
                                Por dayana xiomi 11.21.10 a las 14:30:15
                                1. hola solamente quiero decir q gracias a esto me podre graduar
                                  Por rodrigo 11.12.10 a las 13:31:56
                                  1. ey pongan ejemplos mas complicados ya resueltos porque en los enxamenes no ponen asi d palados ponen d por ej. si algien esta arriva d un edificio d 90 yestas en la cima en la orrilla y lanzas una piedra hacia arriva y esta cae en el suelo en 10 seg. pasando por en frente de ti cual ess velocidad inicial y la distancia que recorrio :....esos son los buenos we
                                    Por JESUS IVAN 11.07.10 a las 4:07:11
                                    1. quisiera un mapa conceptual sobre la caida libre
                                      Por maria 10.25.10 a las 18:15:26
                                      1. excelente tienen un gran ingenio pare todo esto felixitacions :-)
                                        Por dixy 08.30.10 a las 14:54:05
                                        1. estan super bien estos ejemplos los felicitos
                                          Por marian mrenco 08.09.10 a las 20:03:38
                                          1. la verdad esta página d efisica es un fraude todo lo ue enseñana esta mal y desubiado
                                            Por Andrea Uckerman 07.25.10 a las 17:29:50
                                            1. Quiero ejemplos mas sencillo, o sea q pueda dramatizarlos...... si?, publiquenlos........ Es pa mi proyecto...
                                              Por Karina 07.24.10 a las 16:19:48
                                              1. hola... por favor pongan mas ejemplos de caida libre .... GRACIAS
                                                Por leandry 07.22.10 a las 22:11:58
                                                1. vi los ejemplos sobre caida libre deben ser mas especificos y mas claros na mas.........
                                                  Por romulo cardenas 07.17.10 a las 12:15:48
                                                  1. queriendo comprobar la ey de la fisica un estudiante se deja caer cronometro en mano de la azotea de un edificio 5sg despues aparece en escena supernman y se lanzarse para atraparlo al estudiante justo antes de toque el suelo ? ¿que altura deberia tener el edificio para para que ni superman pueda salvarlo (superman desciende con aceleracion de gravedad)
                                                    Por yuris brazon 07.14.10 a las 12:09:41
                                                    1. hola!!! m gustaria encontar unos buenos ejemplos de caida libre, es para entragr un proyecto...jejeje.va ....espero q m dn unos muy buenos cidcn...bae.
                                                      Por omar 06.19.10 a las 11:49:21
                                                      1. gracias a stos ejemplos pude realizar muii bien mi tarea
                                                        zigan poniendo mucho mas para entender mejor
                                                        Por yahaira 06.10.10 a las 19:29:27
                                                        1. que bueno aprendi mucho publiguen mas ejemplos
                                                          Por plutarco peres 04.13.10 a las 19:12:25
                                                          1. tenia muchos problemas sobre este tema pero gracias a estos claros ejemplos pude despejas todoas mis dudas
                                                            Por Krmen 03.19.10 a las 21:46:18
                                                            1. no se nada de fisica q hago
                                                              Por miguel berrios 03.17.10 a las 16:23:56

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