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Caída libre

En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo, es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables. El concepto es aplicable también a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la acción desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o a cualquier objeto (satélites naturales o artificiales, planetas, etc.) en órbita alrededor de un cuerpo celeste. Otros sucesos referidos también como caída libre lo constituyen las trayectorias geodésicas en el espacio-tiempo descritas en la teoría de la relatividad general. Ejemplos de caída libre deportiva los encontramos en actividades basadas en dejarse caer una persona a través de la atmósfera sin sustentación alar ni de paracaídas durante un cierto trayecto.

Ejemplo de caída libre

Problema 2. Se deja caer una pelota de básquetbol desde una altura de 90 metros. Calcular, a) El tiempo que demora en caer, b) La velocidad con la que llega al suelo

Solución:

El problema 2, es muy similar al problema 1. Con la diferencia que lo que nos piden es el tiempo que demora en caer la pelota desde una altura de 90 metros, entonces colocamos nuestros datos:

Calcular el tiempo que demora en caer

Emplearemos la siguiente fórmula:

Como la velocidad inicial es cero, por ser caída libre, entonces la fórmula se reduce:

Como es el tiempo lo que nos piden calcular, entonces lo despejamos de la fórmula

Ahora si podemos sustituir nuestros datos en la fórmula:

Es decir que la pelota de básquetbol le tomó 4.28 segundos en llegar al suelo.

b) Calcular la velocidad con la que llega al suelo

Usaremos la siguiente fórmula:

Recordar que, al ser un problema de caída libre, la velocidad inicial es cero. Entonces nuestra fórmula se reduce a

Ahora si, podemos sustituir nuestros datos en la fórmula:

La velocidad a la que llega la pelota de básquetbol es de 41.9 m/s Ahora veamos el siguiente ejemplo, que sin duda es un problema más completo, solo que este problema es un problema que implica al Tiro Vertical

Ejercicio de caída libre

1. Se deja caer una manzana desde una altura de 20m sobre el suelo. a) ¿Cuánto tiempo le toma en llegar al piso?

a) ¿Qué velocidad tiene al momento de caer al suelo?

1. ¿Desde qué altura debe caer un objeto para golpear el suelo con velocidad de 20m/s?

1. Una pelota de tenis, se lanza hacia arriba con una rapidez inicial, Voy=24.5m/s. desde un extremo de la azotea de un edificio de altura h=25m. Encontrar. a) La altura máxima que alcanza la pelota medida desde la terraza.

a) Su velocidad en el instante que pasa de nuevo por su punto de lanzamiento.