Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)
8 septiembre 2020
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)
15 septiembre 2020

Movimientos Rectilíneos Verticales (Caída Libre)

CAÍDA LIBRE, MOVIMIENTOS VERTICALES EN LAS PROXIMIDADES DE LA SUPERFICIE TERRESTRE: Es la situación que se da cuando dejamos caer un cuerpo desde una determinada altura, o cuando lo lanzamos hacia arriba, en las proximidades de la superficie de la Tierra.

     El objeto describe un MRUA (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado), tiene aceleración constante, la correspondiente a g = 9,8 m/s2, que es el valor que tiene la aceleración de la gravedad en las proximidades de la superficie de la Tierra (al alejarnos de la superficie de la Tierra, el valor de la gravedad disminuye).

Se recomienda la visualización del siguiente material audiovisual, en formato clase online, susceptible de ser utilizado en una dinámica de CLASE INVERTIDA (FLIPPED CLASS), en la que se exponen las ecuaciones características del movimiento vertical de caida libre, partiendo de las ecuaciones del M.R.U.A.: MOVVERT01

En el video, se resuelve el siguiente ejercicio:

EJERCICIO FQ4EE2056:

Lanzamos un cuerpo hacia arriba con una velocidad de 5 m/s. Hallar la altura que alcanza. Utilizar el valor de la aceleración de la gravedad g=9,8 m/s2.

EJERCICIO FQ4EE1168:

Se deja caer una pelota desde lo alto de una torre, si el tiempo que tarde en caer es de 5 segundos. Calcular la altura de la torre y la velocidad de llegada al suelo. Utilizar el valor de la aceleración de la gravedad g=9,8 m/s2.

SOLUCIÓN: 122,5 m; 49 m/s

IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/KlTvALgzk-E

EJERCICIO FQ4E1480:

Se lanza hacia arriba un objeto con una velocidad de 15 m/s. Hallar:

  1. La altura que alcanza.
  2. El tiempo que tarda en alcanzarla.

SOLUCIONES: 11,48 m; 1,53 s

IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/B0PWZXwV1N4

EJERCICIO FQ4E1819:

Se deja caer una piedra desde lo alto de un acantilado de 130 m de altura. Calcular:

  1. El tiempo de vuelo de la piedra
  2. La velocidad con que impacta en el agua.
  3. El instante en que la velocidad de la piedra es de 50 km/h.

SOLUCIONES: 5,15 s; 50,47 m/s; 1,42 s

EJERCICIO F4EE2070:

Lanzamos desde una altura de 5 m una piedra hacia arriba con una velocidad de 10 m/s

a.- Hallar el tiempo que tarda en llegar al suelo.

Utilizar el valor de la gravedad g=9,8 m/s2

IR AL VIDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/OlrSkf6g6cA

EJERCICIO FQ4E1857:

Desde una una altura de 100 m se lanza hacia abajo un cuerpo con una velocidad de 20 m/s.

  1. ¿Con qué velocidad llega al suelo?
  2. ¿Cuánto tarda en llegar al suelo?

SOLUCIONES: 48,62 m/s; 2,92 s

EJERCICIO FQ4E1909:

En la superficie de la Luna, lanzamos un cuerpo hacia arriba y desde el suelo, con una velocidad de 25 m/s.

a) ¿Qué altura alcanza?

b) ¿Cuánto tarda en alcanzar esa altura máxima?.

DATO: g LUNA=1,62 m/s2

SOLUCIONES: 192,9 m; 15,43 s

EJERCICIO FQ4E1909B:

Realizar el ejercicio anterior, pero lanzando el ejercicio desde la superficie de la Tierra (9=9,8 m/s2). Comparar y justificar las diferencias que aparecen en los dos planteamientos.

RESUMEN DEL TRATAMIENTO DE LOS EJERCICIOS DE MOVIMIENTOS VERTICALES:

Las ecuaciones del MRUA:

 

La última, se obtiene combinando las dos anteriores, que nunca es necesario utilizarla (con las dos primeras y un sistema de ecuaciones nos ahorramos tenerla en cuenta).

     Donde el +/- tiene sentido sólo cuando se trabaja con el primero de los criterios que mostramos a continuación, es porque si el movimiento es acelerado (va ganando velocidad) usaremos el signo + (aceleración positiva) y el signo – si es un movimiento de frenado.

     En este tipo de movimientos verticales se puede trabajar de DOS FORMAS:

PRIMER MODO: No lo recomendamos, ya que el otro método es mucho más interesante para su uso en cursos superiores, por ejemplo en el movimiento parabólico.

Cuando trabajemos de este modo, usaremos el criterio que TRATA EL MOVIMIENTO VERTICAL ASCENDENTE CON ACELERACIÓN NEGATIVA, Y EL MOVIMIENTO DESCENDENTE, CON ACELERACIÓN POSITIVA.

Debemos adaptar las ecuaciones, teniendo en cuenta que g es el valor de la aceleración (negativa si subimos y positiva si bajamos) y que la posición debemos identificarla con la letra y, ya que es más apropiada para medidas verticales, que en este caso responde al espacio recorrido en la vertical.

RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DE CAÍDA LIBRE, UTILIZANDO ESTE PRIMER CRITERIO

SEGUNDO MODO, ¡ EL MÁS RECOMENDABLE ! , QUE ES EL QUE SE UTILIZA EN EL MATERIAL AUDIOVISUAL MENCIONADO:

CONSIDERANDO SIEMPRE el valor de g (aceleración de la gravedad) NEGATIVA, ya que las velocidades como consecuencia disminuyen hacia arriba y aumentan hacia abajo, Y TENIENDO EN CUENTA LAS REFERENCIAS POSITIVAS Y NEGATIVAS PARA POSICIÓN Y VELOCIDAD.

Respecto a la POSICIÓN: Se considera el origen de alturas el suelo, al que corresponde una y=0. El resto de las alturas, positivas hacia arriba, por encima del suelo, negativas hacia abajo, por debajo del suelo.

Respecto a la VELOCIDAD: Se consideran positivas las que son hacia arriba, negativas las que son hacia abajo.

Las ecuaciones adaptadas a este criterio:

RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS DE CAÍDA LIBRE, UTILIZANDO ESTE SEGUNDO CRITERIO

(Aunque el primer modo de trabajar suele ser más fácil de entender, el segundo modo aporta un nivel más profesional y tiene más coherencia con el modo de trabajar en TIRO PARABÓLICO).

 

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