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PROBLEMAS RESUELTOS SOBRE CAIDA LIBRE

Erving Quintero Gil
Ing. Electromecánico
Bucaramanga – Colombia
2010

Para cualquier inquietud o consulta escribir a:
quintere@hotmail.com
quintere@gmail.com
quintere2006@yahoo.com

1

Problema 2.40 Edición sexta de serway
Una pelota de golf se suelta desde el reposo del techo de un edificio muy alto. Despreciando la
resistencia del aire,calcule (a) la posición y (b) la velocidad de la pelota después de 1 seg, 2 seg.
y 3 seg.
t1 = 1 seg

V0 = 0

a = 9,8 m/seg2

0

Vf = V0 + a t
Vf = a t

Y1 = 4,9 m

t1 = 1 seg

Vf = 9,8 m/seg2 * 1 seg = 9,8 m/seg
Vf = 9,8 m/seg
Y2 = 19,6 m

1
(V0 + Vf ) t 1
2
1
1
m
Y1 = ( Vf ) t 1 = * 9,8
* 1seg
2
2
seg

t2 = 2 seg

Y1 =

Y3 = 44,1 m
t3 = 3 seg

Y1 = 4,9 m
t2= 2 seg

V0 = 0

a = 9,8 m/seg2

0

Vf = V0 + a t
Vf = a t
Vf = 9,8 m/seg2 * 2 seg = 19,6 m/seg
Vf = 19,6 m/seg

1
(V0 + Vf ) t 2
2
1
1
m
Y2 = ( Vf ) t 2 = * 19,6
* 2 seg
2
2
seg

Y2 =

Y2 = 19,6 m
t3 = 3 seg

V0 = 0

a = 9,8 m/seg2

0

Vf = V0 + a t
Vf = a t
Vf = 9,8 m/seg2 *3 seg = 29,4 m/seg
Vf = 29,4 m/seg

1
(V0 + Vf ) t 3
2
1
1
m
Y3 = ( Vf ) t3 = * 29,4
* 3seg
2
2
seg

Y3 =

2

Y3 = 44,1 m
Problema 2.43 serway sexta edición; Problema 2.47 Edición cuarta de serway
Una estudiante lanza un llavero verticalmente hacia arriba a su hermana del club femenino de
estudiantes, que esta en una ventana 4 m arriba. Las llaves son atrapadas 1.5 seg. después por el
brazo extendido de la hermana. (a) Con que velocidad inicial fueronlanzadas las llaves?
(b) Cual era la velocidad de las llaves justo antes que fueran atrapadas?
Con que velocidad inicial fueron lanzadas las llaves?
a = 9,8 m/seg2
h=4m
t = 1,5 seg V0 = ?

1
*g*t2
2
1
4 = V0 * 1,5 - * 9,8 * 1,5 2
2

h = V0 * t +

4 = 1,5 V0 – 11,025
4 + 11,025 = 1,5 V0
15,025 = 1,5 V0

V0 =

15,025
m
= 10
1,5
seg

V0 = 10 m/seg
Cual era la velocidad delas llaves justo antes que fueran atrapadas?
V0 = 10 m/seg
a = 9,8 m/seg2
t = 1,5 seg
Vf = V0 - a t
Vf = 10 – 9,8 * 1,5
Vf = 10 – 14,7
Vf = - 4,7 m/seg
Problema 2.45 Edición cuarta de serway
Se informó que una mujer cayó 144 pies desde el piso 17 de un edificio, aterrizando sobre una
caja de ventilador metálica, la cual sumió hasta una profundidad de 18 pulg. Sólo sufrió lesiones
menores.Ignore la resistencia del aire y calcule a) la velocidad de la mujer exactamente antes de
chocar con el ventilador, b) su aceleración promedio mientras está en contacto con la caja, y c) el
tiempo que tarda en sumir la caja.
y = altura del edificio = 144 pies a = 32 pies/seg2
Cuando llega al piso es la velocidad final de ese movimiento y es a la vez la velocidad inicial
cuando entra encontacto con la caja.
Cuando se cae del edificio la velocidad inicial es cero
El signo es (+) por que el movimiento es acelerado, es decir el cuerpo va aumentando la velocidad
0

2
V 2 = V0 + 2 a y
f
V2 = 2 a y
f

3

Vf =

2 a y = 2 * 32

pies2
pies
*144 pies = 9216
seg 2
seg 2

Vf = 96 pies/seg es la velocidad de llegada a la caja

b) su aceleración promedio mientras está encontacto con la caja,
Cuando llega al piso es la velocidad final de ese movimiento y es a la vez la velocidad inicial
cuando entra en contacto con la caja.
y = altura que se deforma la caja = 18 pulgadas. a = 32 pies/seg2
y = 18 pulg *

1 pie
= 1,5 pies
12 pulg

El signo es (-) por que el movimiento es retardado, es decir el cuerpo va perdiendo velocidad
hasta que sea cero.
0

2
Vf2= V0 - 2 a y

2
V0 = 2 a y
2
⎛ pies ⎞
⎟
2 ⎜ 96
⎜
V
seg ⎟
⎠ = 9216 pies
a= 0 = ⎝
2y
2 *1,5 pies
3 seg 2

a = 3072 pies/seg2

c) el tiempo que tarda en sumir la caja. La velocidad final es cero
0

Vf = V0 - a t

a * t = v0
v
t= 0 =
a

pies
seg
= 0,031 seg
pies
3072
seg 2
96

t = 0,031 seg.
Problema 2.45 serway sexta edición
En Mostar, Bosnia, la prueba...