Física: Aceleración de Gravedad y Caída Libre
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- Joaquín Crespo Acosta
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1 Física: Aceleración de Gravedad y Caída Libre Dictado por: Profesor Aldo Valcarce 2 do semestre 2014
2 Ecuaciones de Movimiento con a = cte x f x i = 1 2 v i + v f t a = 0 x f x i = v i t v f = v i + a t a = 0 v f = v i x f x i = v i t + 1 a t2 2 a = 0 x f x i = v i t v f 2 = v i 2 + 2a x f x i a = 0 v f = v i
3 Ejemplo 4: Un auto viaja a una rapidez constante de 45 m/s y pasa por un anuncio detrás del cual se oculta una patrulla de policía. Un segundo después de que pasa el auto la patrulla parte del anuncio para atraparlo, acelerando a 3 m/s 2. a) Cuánto demora la patrulla en alcanzar al auto? b) Realice los gráficos: x vs t, v vs t, a vs t
4 Aceleración de Gravedad y Caída Libre vs ARISTÓTELES GALILEO (A. C.) Controversia Caída Libre
5 Pregunta Se suelta simultáneamente desde la misma altura una pluma y un martillo en el vacío Qué llega primero al suelo? ARISTÓTELES: el martillo GALILEO: llegan juntos suelo
6 Galileo propone: preguntémosle a la Naturaleza La naturaleza DECIDE La naturaleza le da la razón a GALILEO
7 Caída Libre En el vacío!!
8 Experimento Real Caída Libre en la Luna Astronauta David Scott (2 de agosto de 1971).
9 Aceleración de Gravedad g = 9.8 m/s 2 En la Tierra
10 Aceleración de Gravedad
11 Objeto que cae libremente NO se hace referencia a que el objeto se soltó desde el reposo. Es un objeto que se mueve con libertad bajo la influencia de la gravedad, sin importar su movimiento inicial. v i > 0 v i < 0 v i = 0 g Todos estos objetos experimentan una aceleración hacia abajo.
12 Marco de referencia: caída libre Es común definir arriba como la dirección positiva y abajo como la dirección negativa. La letra y será utilizada en los problemas de caída libre para medir la altura de los objetos con respecto a un origen. a y = g = 9,8 m/s 2 Se utilizan las ecuaciones de movimiento con aceleración constante. El origen muchas veces (no siempre) será el suelo.
13 Cuándo el origen no será el suelo? Paracaidismo en caída libre Banzai: Se arroja el paracaídas fuera del avión y luego se salta tras éste. Objetivo: recuperar el paracaídas, ajustárselo y abrirlo. Record: Yasuhiro Kubo arrojó el paracaídas desde un avión a 3000 m de altura y lo alcanzó 50 s más tarde. 05_Salto_sin_Paracaidas.flv
14 Cuándo el origen no será el suelo? Paracaidismo en caída libre Banzai: Se arroja el paracaídas fuera del avión y luego se salta tras éste. Objetivo: recuperar el paracaídas, ajustárselo y abrirlo. Record: Yasuhiro Kubo arrojó el paracaídas desde un avión a 3000 m de altura y lo alcanzó 50 s más tarde. Ejercicio: Si no existiera roce, calcule la distancia que hubiera caído el paracaídas antes de ser alcanzado. Ejercicio conceptual: Si en la realidad no existiera roce, podría el paracaidista alcanzar paracaídas?
15 Ejemplo 1 Una piedra se deja caer de un acantilado de 100 metros de altura. Si la velocidad inicial de la piedra es nula: a) Determinar el tiempo que demora la piedra en llegar al suelo. b) Determinar la velocidad final de la piedra. c) Determinar cuanta distancia recorre la piedra durante el último segundo.
16 Ejemplo 2 Una persona lanza una piedra hacia arriba desde el techo de un edificio con una velocidad inicial de 20 m/s. Si el edificio tiene 50 m de altura y la piedra no es agarrada por la persona cayendo hacia el suelo calcule los siguientes datos de la piedra: a) Tiempo necesario para alcanzar la altura máxima. b) Altura máxima. c) Tiempo necesario para que la piedra regrese a la altura desde donde fue arrojada. d) La velocidad de la piedra en el instante de c). e) Velocidad y posición de la piedra luego de 5 s. f) Tiempo necesario para que la piedra llegue al suelo.
17 Ejemplo 3 Una persona se encuentra en el piso 8 de un edificio a 24 metros del suelo y ve pasar por afuera de su ventana un objeto hacia arriba a una velocidad de 50 metros por segundo. a) Determine la altura máxima a la que llega el objeto. b) Determine el tiempo en que el objeto llega a su altura máxima. c) Determine el tiempo en que el objeto llega de vuelta al suelo.
18 Resumen Dos cuerpos soltados al mismo tiempo llegarán al suelo al mismo tiempo si no existe roce. Aceleración de gravedad a y = g = 9,8 m/s 2 Caída libre: objeto que se mueve con libertad bajo la influencia de la gravedad. Próxima clase: Lanzamiento de proyectil.
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