Caida de los cuerpos libres

Materia:

Física 1

Tema:

Caída de los cuerpos libres

La letra v simboliza tanto la rapidez como la velocidad. Toma unos momentos para verificar la validez de esta ecuación por medio de la tabla anterior. Podrás ver que siempre que se multiplica la aceleración g = 10 m/s2 por el tiempo transcurrido en segundos se obtiene la rapidez instantánea en metros por segundo.
Hasta aquí hemosexaminado objetos que se desplazan en línea recta hacia abajo por la acción de la gravedad. Ahora bien, cuando lanzamos un objeto hacia arriba se sigue moviendo en ese sentido durante cierto tiempo, al cabo del cual comienza a bajar. En el punto más alto, cuando el objeto cambia el sentido de su movimiento de ascendente a descendente, su rapidez instantánea es cero; entonces comienza a moverse haciaabajo como si lo hubiésemos dejado caer desde una posición de reposo a esa altura.
Durante la parte ascendente de este movimiento la velocidad del objeto se reduce de la velocidad inicial hacia arriba hasta cero. Sabemos que el objeto se está acelerando porque su velocidad cambia. ¿Cuánto disminuye su rapidez cada segundo'? No nos debe sorprender el hecho de que la rapidez disminuye conforme ala misma razón de cambio con la que aumenta cuando el objeto se desplaza hacia abajo: a 10 metros por segundo cada segundo. Así pues, como se muestra en la figura, la rapidez instantánea en los puntos que están a la misma altura en la trayectoria es igual, no importa si el objeto se mueve hacia arriba o hacia abajo. Las velocidades son diferentes, desde luego, porque tienen sentidos opuestos.Durante cada segundo la rapidez o la velocidad cambia en 10 mIs. La aceleración es de 10/s2 todo el tiempo, ya sea que el objeto se desplace hacia arriba o hacia abajo.
[pic]

Caída libre: distancia recorrida

La rapidez con la que un cuerpo se mueve es algo distinto por completo de la distancia que recorre; la rapidez y la distancia no son lo mismo. Para entender la diferencia veamos de nuevo latabla anterior. Al final del primer segundo, el objeto en caída libre tiene una rapidez instantánea de 10 m/s. ¿Significa esto que cae una distancia de 10 metros durante este primer segundo? No. Es aquí donde interviene la diferencia entre rapidez instantánea y rapidez promedio. Si el objeto cae 10 metros en el primer segundo, su rapidez promedio es de 10 m/s. Pero sabemos que la rapidez inicialera cero y se necesitó un segundo para alcanzar 10 m/s, así que la rapidez promedio está entre cero y 10 m/s. Para cualquier objeto que se desplaza en línea recta con aceleración constante, determinamos la rapidez promedio de igual manera como determinamos el promedio de dos números cualesquiera: los sumamos y dividimos el resultado entre 2. Así pues, al sumar la rapidez inicial de cero y larapidez final de 10 m/s y dividir el resultado entre 2 obtenemos 5 m/s. Durante el primer segundo el objeto tiene una rapidez promedio de 5 m/s y por tanto cae una distancia de 5 metros.
La tabla siguiente muestra la distancia total recorrida por un objeto que cae libremente desde una posición de reposo. Al cabo de un segundo ha caído 5 metros. Después de 2 segundos, el objeto ha caído una distanciatotal de 20 metros. Cuando han transcurrido 3 segundos la distancia total recorrida es de 45 metros. Estas distancias forman un patrón matemático: al cabo del tiempo t el objeto ha caído una distancia d de ½ gt2.

|Tabla. Distancias recorridas por un objeto que cae libremente|
|desde una posición de reposo. |
|Tiempo Transcurrido en |Distancia recorrida(metros) |
|Segundos | |
|0 |0 |
|1 |5 |
|2 |20 |
|3 |40 |
|4 |80 |...