Caída libre fórmulas
La caída libre se refiere a una situación de la física en la que la única fuerza que actúa sobre un objeto es la gravedad y, por tanto, la aceleración debida a la gravedad. La caída libre, como dice su término, es un cuerpo que cae libremente debido a la atracción gravitatoria de la tierra. Este movimiento tendrá el efecto de la aceleración debida a la gravedad. Este tipo de movimiento seguirá las tres ecuaciones del movimiento por gravedad.
El movimiento de proyectil es otra categoría importante de problemas de caída libre. Aunque estos sucesos se desarrollan en el mundo tridimensional, a efectos de la física básica, se consideran bidimensionales sobre el papel.
Una propiedad muy singular pero interesante de la aceleración debida a la gravedad es que es la misma para todas las masas. Esto estaba lejos de ser un hecho evidente, hasta los días de Galileo Galilei. Esto se debía a que, en realidad, la gravedad no es la única fuerza que actúa cuando un objeto cae, y los efectos de la resistencia del aire tienden a hacer que los objetos más ligeros se aceleren más lentamente. Es algo que todos hemos notado al comparar la velocidad de caída de una roca y una pluma.
Galileo realizó este ingenioso experimento en la Torre de Pisa «inclinada» y demostró, dejando caer masas de distinto peso desde lo alto de la torre, que la aceleración gravitatoria es independiente de la masa de los objetos.
Los problemas de física de la caída libre tienen el supuesto de la ausencia de resistencia del aire. Pero, en el mundo real, la atmósfera terrestre ofrece cierta resistencia a un objeto en caída libre. Además, las partículas del aire chocan con el objeto que cae, lo que provoca la transformación de parte de su energía cinética en energía térmica. El resultado es un «menor movimiento» o una velocidad descendente más lenta.
La fórmula de la caída libre
Imaginemos que un cuerpo de un objeto cae libremente durante un tiempo t segundos, con una velocidad final v, desde una altura h, debido a la gravedad g. Seguirá las siguientes ecuaciones de movimiento como:
Por ejemplo: Calcula la altura del cuerpo si tiene una masa de 2 Kg y toca el suelo después de 5 segundos.
Solución:
Los parámetros dados son:
Tiempo t = 5 seg.
Tenemos que calcular la altura. Por lo tanto, podemos aplicar la primera ecuación dada anteriormente.
es decir, h= 1/2 gt2
Sustituyendo los valores
h= 1/2gt2
h= 12×9.8×52
h= 4.9 × 25
h = 122,5 m
Por lo tanto, la altura requerida será de 122,5 metros.
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