UNIVERSIDAD DE CUENCA

FACULTAD DE INGENIERÍA

Caída libre

Informe previo de laboratorio. Práctica N°5

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

x=x0+12 (v0+v ) t y= y0+

12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

velocidad es igual a cero:

Consulte y haga un resumen sobre: tiempo de subida, altura máxima y tiempo de vuelo. ¿Qué sucedería si se considera la resistencia del aire?

En ausencia de resistencia del aire, todos los objetos que se dejan caer cerca de la superficie de la Tierra caen hacia ella con la misma aceleración constante bajo la influencia de la gravedad de la Tierra. Un objeto en caída libre no necesariamente hace referencia a un objeto que se suelta desde el reposo. Un objeto en caída libre es cualquier objeto que se mueve libremente sólo bajo la influencia de la gravedad, sin importar su movimiento inicial. Los objetos que se lanzan hacia arriba o abajo y los que se liberan desde el reposo están todos en caída libre una vez que se liberan. Cualquier objeto en caída libre experimenta una aceleración dirigida hacia abajo, sin importar su movimiento inicial.

La magnitud de la aceleración de caída libre se denotara mediante el símbolo g. En la superficie de la

Tierra, el valor de g es aproximadamente 9.80 ms2 .

El movimiento de un objeto en caída libre que se mueve verticalmente es equivalente al movimiento rectilíneo de una partícula bajo aceleración constante. Debido a eso, se aplican las ecuaciones ya conocidas, solamente con pequeñas modificaciones:

- Para los objetos en caída libre el movimiento es en la dirección vertical (eje y), tomando la dirección positiva hacia arriba.

- La aceleración es hacia abajo y tiene una magnitud de 9.80 ms2 , debido a que la dirección

positiva es hacia arriba tenemos – g.

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Caída librev=v o+at

x=x0+v0 t+12at2

v2=v02+2a (x−x0 )

x=x0+12 (v0+v ) t

v=v o−¿

y= y0+v0 t−12

¿2

v2=v02−2g ( y− y0 )

y= y0+12 (v0+v ) t

Tiempo de subida

El tiempo de subida es el tiempo que un cuerpo tarda en llegar al punto de al tura máxima, en este punto la velocidad es igual a cero:

Tenemos la ecuación: v=v o−¿ al despejar el tiempo, y sabiendo que la partícula o cuerpo subirá hasta determinado punto en que la velocidad llega a cero y luego empezará a descender, tenemos:

t=v0

g

Altura máxima

Una vez conocido el tiempo de subida, y sabiendo que dicho tiempo es el tiempo que tarda la partícula en llegar a su altura máxima, tenemos:

y= y0+v0 t−12

¿2; t=

v0

g

y= y0+v0

2

2g

Tiempo de vuelo

Si el movimiento de la partícula empieza justamente el origen de coordenadas y dicho movimiento se mantiene dentro de los ejes positivos tenemos que el tiempo de subida de la partícula es igual a dos veces el tiempo que demora en llegar al suelo:

t=2v0

g

Sin embargo si el movimiento está por fuera de los ejes positivos que tomamos como referencia, el tiempo de vuelo se calcula sumando el tiempo de subida y el tiempo que tarda en llegar al suelo tomado desde la altura máxima.

Tomar en cuenta la resistencia del aire afectaría a los cálculos que pueden realizar con las formulas conocidas, ya que este factor influye en el movimiento de los cuerpos y hace que la aceleración no sea constante.

Consulte y dibuje las gráficas de posición-tiempo, velocidad instantánea-tiempo, y aceleración instantánea-tiempo para la caída libre de un cuerpo. Explique el significado de cada gráfica.

La grafica 1 muestra la posición con respecto al tiempo de la caída de la partícula, se forma una parábola ya que la velocidad de la partícula aumenta, esta llegaría más rápido al suelo.

La grafica 2 muestra la posición con respecto al tiempo de la caída de la partícula, podemos observar que es una línea recta con su respectivo Angulo contra el eje x, ya que la aceleración es constante la velocidad va a empezar a aumentar uniformemente

La grafica 3 muestra la posición con respecto al tiempo de la caída de la partícula, podemos identificar fácilmente que es una recta paralela al eje x, con esto sabemos que la aceleración es constante ya que sería la aceleración de la gravedad

1

3

2

3

2

1