Ejercicios de caida libre resueltos pdf

Problemas de palabras sobre el movimiento de caída libre con soluciones

Problemas de física con solucionesMovimiento de caída libre: Tutoriales con ejemplos y solucionesSe presentan problemas sobre el movimiento de caída libre junto con soluciones detalladas.Problema 1:Desde el reposo, un coche aceleró a 8 m/s2 durante 10 segundos.a) ¿Cuál es la posición del coche al final de los 10 segundos?b) ¿Cuál es la velocidad del coche al final de los 10 segundos?

Solución al problema 1Problema 2:Con una velocidad inicial de 20 km/h, un coche acelera a 8 m/s2 durante 10 segundos.a) ¿Cuál es la posición del coche al final de los 10 segundos?b) ¿Cuál es la velocidad del coche al final de los 10 segundos?

Solución al problema 2Problema 3:Un coche acelera uniformemente de 0 a 72 km/h en 11,5 segundos.a) ¿Cuál es la aceleración del coche en m/s2? b) ¿Cuál es la posición del coche cuando alcanza la velocidad de 72 km/h?

Solución al problema 3Problema 4:Un objeto es lanzado directamente desde lo alto de un edificio con una velocidad de 20 m/s. Llega al suelo con una velocidad de 40 m/s.a) ¿Qué altura tiene el edificio? b) ¿Cuánto tiempo estuvo el objeto en el aire?

Física de la caída libre

Una aplicación interesante de (Figura) a (Figura) es la llamada caída libre, que describe el movimiento de un objeto que cae en un campo gravitatorio, como por ejemplo cerca de la superficie de la Tierra u otros objetos celestes de tamaño planetario. Supongamos que el cuerpo cae en línea recta perpendicular a la superficie, por lo que su movimiento es unidimensional. Por ejemplo, podemos estimar la profundidad de un pozo de mina vertical dejando caer una roca en él y escuchando cómo la roca toca el fondo. Pero «caer», en el contexto de la caída libre, no implica necesariamente que el cuerpo se desplace de una altura mayor a otra menor. Si se lanza una pelota hacia arriba, las ecuaciones de la caída libre se aplican tanto a su ascenso como a su descenso.

El hecho más notable e inesperado sobre la caída de objetos es que si la resistencia del aire y la fricción son despreciables, entonces en un lugar determinado todos los objetos caen hacia el centro de la Tierra con la misma aceleración constante, independientemente de su masa. Este hecho, determinado experimentalmente, es inesperado porque estamos tan acostumbrados a los efectos de la resistencia del aire y la fricción que esperamos que los objetos ligeros caigan más lentamente que los pesados. Hasta que Galileo Galilei (1564-1642) demostró lo contrario, la gente creía que un objeto más pesado tenía una mayor aceleración en caída libre. Ahora sabemos que no es así. En ausencia de resistencia del aire, los objetos pesados llegan al suelo al mismo tiempo que los más ligeros cuando se dejan caer desde la misma altura (Figura).

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1. Una roca se deja caer desde el tejado de un garaje desde el reposo. El tejado está a 6,0 m del suelo.a. (fácil) Determine el tiempo que tarda la roca en golpear el suelo.y – yo = vot + ½at2-6 – 0 = 0 + ½(-9,8)t2t = 1,1 sb. (fácil) Determine la velocidad de la roca al golpear el suelo.v = vo + atv = 0 + (-9,8)(1,1)v = -10,8 m/sc. (moderado) Una segunda roca es proyectada directamente hacia arriba desde el nivel del suelo en el momento en que se soltó la primera roca. Esta segunda roca tenía una velocidad inicial hacia arriba de +6,0 m/s. ¿Cuánto tiempo tardará esta segunda roca en alcanzar la altura máxima? v = vo + atEn la altura máxima v = 00 = 6 + (-9,8)tt = 0,61 sd. (difícil) ¿En qué momento después de la liberación las dos rocas tendrán la misma altura? y1 – yo,1 = vo,1t + ½at2 Y y2 – y0,2 = vo,2 t + ½at2Cuando y1 = y2 … yo,1 + vo,1t + ½at2 = y0,2 + vo,2 t + ½at20 + 0 + (-4,9)t2 = -6 + 6t + (-4,9)t26 = 6tt = 1s

2. (moderado) Un proyectil es lanzado hacia arriba a 189 m/s desde una altura de 20 m del suelo. ¿Cuánto tiempo tardará el proyectil en llegar al nivel del suelo? y – yo = vot + ½at20 – 20 = 189t – 4,9t2 4,9t2 – 189t – 20 = 0Usa la ecuación cuadrática:t = {38,7s, -0,1 s}La raíz que tiene sentido físico es t = 38,7 s

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El movimiento de los objetos que caen es el ejemplo más simple y más común de movimiento con velocidad cambiante. Si se dejan caer simultáneamente una moneda y un trozo de papel uno al lado del otro, el papel tarda mucho más en llegar al suelo. Sin embargo, si se arruga el papel hasta formar una bola compacta y se vuelven a dejar caer los objetos, parecerá que tanto la moneda como el papel caen al suelo simultáneamente. Esto se debe a que la cantidad de fuerza que actúa sobre un objeto es una función no sólo de su masa, sino también del área. La caída libre es el movimiento de un cuerpo en el que su peso es la única fuerza que actúa sobre un objeto.

Galileo también observó este fenómeno y se dio cuenta de que no estaba de acuerdo con el principio de Aristóteles de que los objetos más pesados caen más rápidamente. Galileo planteó entonces la hipótesis de que existe una fuerza ascendente ejercida por el aire, además de la fuerza descendente de la gravedad. Si la resistencia del aire y la fricción son despreciables, entonces en un lugar determinado (porque la gravedad cambia con el lugar), todos los objetos caen hacia el centro de la Tierra con la misma aceleración constante, independientemente de su masa, esa aceleración constante es la gravedad. La resistencia del aire se opone al movimiento de un objeto a través del aire, mientras que la fricción se opone al movimiento entre los objetos y el medio por el que se desplazan. La aceleración de los objetos en caída libre se denomina aceleración debida a la gravedad gg. Como hemos dicho antes, la gravedad varía en función de la ubicación y la altitud de la Tierra (o de cualquier otro planeta), pero la aceleración media debida a la gravedad en la Tierra es de 9,8 \N(\mathrm{frac{m}{s^2}}). Este valor también suele expresarse como una aceleración negativa en los cálculos matemáticos debido a la dirección descendente de la gravedad.