Caída libre y tiro vertical

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Caída libre

Un cuerpo u objeto tiene una caída libre si desciende sobre la superficie de la Tierra y no sufre ninguna resistencia originada por el aire o cualquier otra sustancia. De forma práctica, cuando la resistencia del aire sobre los cuerpos es tan pequeña que se puede despreciar, es posible interpretar su movimiento como una caída libre. Al observar la caída de los cuerpos sobre la superficie de la Tierra se puede uno preguntar ¿en qué tiempo tardan en caer dos cuerpos de diferente tamaño desde una misma altura y se sueltan simultáneamente? Por ejemplo: una hoja de papel y un cuaderno. La hoja de papel cae más despacio y con un movimiento irregular, la caída del cuaderno es vertical y es el primero en llegar al suelo. Si se hace una bolita con la hoja de papel comprimiéndola con las manos y se deja caer en forma simultánea con el cuaderno, el resultado es que ambos cuerpos caen en vertical y al mismo tiempo, ya que al comprimir la hoja de papel casi se han eliminado los efectos de la resistencia del aire.

Caída libre de los cuerpos.

Se cuenta que Galileo dejó caer cuerpos de distinto peso desde lo alto de la torre de Pisa, comprobando que distintos cuerpos caen en forma simultánea.

Al hacer la medición de la aceleración de la gravedad en distintos lugares de la Tierra, se ha encontrado que esta no es igual en todas partes, ya que hay diferencias. Para fines prácticos, la magnitud aceptada es de 9.8 m/s2.

Para resolver problemas de caída libre se utilizan las mismas fórmulas del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, pero se cambia la letra a de aceleración por g de aceleración de la gravedad y la letra d de distancia por h de altura.

Las ecuaciones generales para caída libre de los objetos son:

Tiro vertical.

Este movimiento se presenta cuando un objeto se lanza verticalmente hacia arriba y se puede observar que la magnitud de su velocidad va disminuyendo hasta anularse al alcanzar su altura máxima. Su regreso se inicia de inmediato para llegar al mismo punto donde fue lanzado y adquiere la misma magnitud de velocidad con la cual partió. De la misma manera, el tiempo empleado en subir es el mismo utilizado para bajar. Concluyendo: El tiro vertical experimenta la misma aceleración que la caída libre de los objetos, por lo tanto, emplea las mismas ecuaciones.

En este tipo de movimiento, por lo general, resulta importante calcular la altura máxima alcanzada por el objeto, el tiempo que tarda en subir hasta alcanzar su altura máxima y el tiempo de permanencia en el aire, por esta razón, se hará la deducción de las ecuaciones necesarias para calcular esas magnitudes a partir de las ecuaciones generales para la caída libre de los cuerpos u objetos.

Para calcular la altura máxima que alcanza un objeto verticalmente hacia arriba se usará la ecuación:

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Kendor Emmanuel O´Shelly Parada

Kendor Emmanuel O´Shelly Parada

Ingeniero en Geociencias, Docente