INSTITUCIÓN EDUCATIVA GENERAL SANTANDER FÍSICA GRADO DÉCIMO MATERIAL DE APOYO CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

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María José Agüero Villalba
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CONCEPTOS FUNDAMENTALES LÍNEA VERTICAL Es aquella línea

MOVIMIENTO VERTICAL Cuando se suelta un cuerpo a una

para ello ejerce un movimiento que toma el nombre

1 1 INSTITUCIÓN EDUCATIVA GENERAL SANTANDER FÍSICA GRADO DÉCIMO MATERIAL DE APOYO CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL CONCEPTOS FUNDAMENTALES LÍNEA VERTICAL Es aquella línea recta, radial a un planeta. MOVIMIENTO VERTICAL Cuando se suelta un cuerpo a una determinada altura, éste cae a través de la vertical, para ello ejerce un movimiento que toma el nombre mencionado. Si el cuerpo es lanzado desde la superficie hacia arriba también describe una trayectoria vertical.

Un cuerpo tiene una caída libre si desciende sobre la superficie de la Tierra sin sufrir ninguna resistencia originada por el aire.

2 2 CAÍDA LIBRE Es el movimiento vertical que realizan los cuerpos en el vacío. Por qué en el vacío? porque si un cuerpo es soltado en un medio como por ejemplo el aire, éste se opone al libre movimiento del cuerpo y, por consiguiente, el movimiento no sería de caída libre. Un cuerpo tiene una caída libre si desciende sobre la superficie de la Tierra sin sufrir ninguna resistencia originada por el aire. De manera práctica, cuando La resistencia del aire sobre los cuerpos se puede despreciar por ser tan pequeña es posible interpretar su movimiento como una caída libre. Experiencia de Newton Al soltar simultáneamente una pluma y una piedra en el aire, la piedra llega primero que la pluma, puesto que sobre esta última el aire ejerce mayor resistencia (mayor superficie) - figura 1. Al soltar simultáneamente una pluma y una piedra en el vacío ambas llegan al mismo tiempo, puesto que sobre ambas no existe ninguna resistencia, por lo tanto, caen con la misma aceleración - figura 2.

En la superficie terrestre esta aceleración no es constante, esto se debe a que la tierra no es perfectamente esférica y además

3 3 ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD Es aquella aceleración con la cual caen los cuerpos. Su valor depende íntegramente del lugar en que se tome. En la superficie terrestre esta aceleración no es constante, esto se debe a que la tierra no es perfectamente esférica y además posee superficies accidentadas. La aceleración de la gravedad es una magnitud vectorial cuya dirección está dirigida hacia el cen tro de la Tierra; además, su valor varía según el lugar, pero para fines prácticos se considera en forma aproximada como:

4 4 CASOS DE CAÍDA LIBRE FÓRMULAS DE CAÍDA LIBRE Puesto que el movimiento de caída libre es un caso particular del M.R.U.V.; las fórmulas serán las mismas, con la diferencia de que la aceleración ya es conocida (g).

5 5 EL TIRO VERTICAL El tiro vertical es un movimiento que se manifiesta cuando un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba, observándose que su velocidad va disminuyendo hasta anularse al alcanzar la altura máxima. Inmediatamente inicia su regreso para llegar al mismo punto donde fue lanzado y adquiere la misma velocidad con la cual partió. De la misma forma, el tiempo empleado en subir es el mismo utilizado en bajar. Las ecuaciones empleadas para este movimiento son las mismas de la caída libre de los cuerpos, pues también es un MRUV. En el tiro vertical resulta importante calcular la altura máxima que alcanzará un cuerpo, para ello se usa la ecuación: Para calcular el tiempo que tarda en subir se usa la ecuación: Como el tiempo en el aire es el doble del tiempo en subir, se tiene:

6 6 APLICO LO APRENDIDO 1. Se dispara un cuerpo verticalmente hacia arriba con velocidad de 80 m/s. Calcular el tiempo que demora en alcanzar su máxima altura. 2. Una piedra es lanzada verticalmente hacia arriba con una velocidad de 10 m/s. Se pide: a. Calcular la altura que subirá b. El tiempo que demora en subir c. El tiempo que demora en bajar d. El tiempo que demora en regresar al lugar de partida e. La velocidad de llegada 3. Se dispara un proyectil verticalmente hacia arriba con una velocidad de 50 m/s. Al cabo de que tiempo la velocidad es de 10 m/s por primera vez y a qué altura se encuentra.

7 7 4. Qué velocidad inicial debe dársele a un cuerpo para que caiga 980 m en 10 s; y cuál será su velocidad al cabo de 10 s? 5. Una bola se deja caer desde lo alto de un edificio de 125 m de altura. Calcular cuánto tardará en caer y con qué velocidad llega al suelo.

8 8 6. Un cuerpo es dejado caer en el vacío sin velocidad inicial. Si en el último segundo recorre 25 m: calcular la altura desde el cual fue abandonado. 7. Un cuerpo cae libremente desde el reposo. La mitad de su caída se realiza en el último segundo, calcular el tiempo total en segundos 8. Un globo se eleva desde la superficie terrestre a una velocidad constante de 5 m/s; cuando se encuentra a una altura de 360 m, se deja caer una piedra, calcular el tiempo que tarda la piedra en llegar a la superficie terrestre.

9 9 9. Un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba desde una ventana y luego de 4 segundos triplica su velocidad. Hallar la máxima altura alcanzada por el cuerpo respecto al lugar de lanzamiento. 10. Una esfera se deja caer desde 80 m de altura y al rebotar en el piso se eleva siempre la cuarta parte de la altura anterior. Qué tiempo ha transcurrido hasta que se produce el tercer impacto?

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