caida libre de los cuerpos

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 hemos examinado objetos que se desplazan en línea recta hacia abajo porla 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 hacia abajo como si lo hubiésemos dejado caer desde una posición dereposo 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 a la misma razón de cambio con la que aumenta cuando el objeto sedesplaza 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. Laaceleración es de 10/s2 todo el tiempo, ya sea que el objeto se desplace hacia arriba o hacia abajo.
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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 la tabla anterior. Al final del primer segundo, el objeto encaída 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 inicial era cero y se necesitó un segundo para alcanzar 10 m/s, asíque 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 la rapidez final de 10 m/s y dividir el resultado entre 2 obtenemos5 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 distancia total de 20 metros. Cuando han transcurrido 3 segundos ladistancia 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 Segundos
Distancia recorrida (metros)
0
0
1
5
2
20
3
40
4
80
5
125
.
.
.
.
.
.
T
½ gt2
Siempre que larapidez inicial de un objeto es cero y la aceleración a es constante, es decir, uniforme y "sin tironeo", las ecuaciones que describen la velocidad y la distancia recorrida son las siguientes:
v = at d = ½ at2
Explicación de la caída libre
Galileo mostró que todos los objetos que caen experimentan la misma aceleración sin importar su masa. Esto es estrictamente cierto si la resistencia del aire es...