CAÍDA LIBRE

Caída Libre de los Cuerpos

CinemáticaMovimiento Rectilíneo Uniformemente Variado

(Dirigido a Estudiantes de Educación Media Diversificada)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZOFACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACION HUMANAS Y TECNOLOGIAS

ESCUELA “CIENCIAS EXACTAS”

• Entender de un modo práctico y sencillo el tema de la Caída Libre de los Cuerpos a la Tierra, para así ponerlo en práctica en situaciones necesarias de la vida.

• Comprender la importancia del Movimiento Uniforme Variado, en cuanto a sus métodos de solución

• Identificar y Aplicar las leyes, ecuaciones a diferentes problemas que pueden surgir de la Caída Libre de los cuerpos a la Tierra

OBJETIVOS

El filósofo griego afirmó en sus escritos que los cuerpos caen a una velocidad proporcional a su peso.

Aristóteles(348-322 a C)

Aristóteles era un filósofo muy respetado; de ahí que hubiera pocos dispuestos a poner en duda sus teorías y conclusiones. Por tal razón, se avanzó poco en muchos siglos en el conocimiento de los cuerpos en caída

Historia de los Primeros Estudios

El principal científico del siglo XVI acudió al experimento para descubrir la verdad y proclamar públicamente que la autoridad de Aristóteles al respecto debía ponerse en tela de juicio.

Galileo Galilei(1564-1642).

Dejó caer objetos de diferentes pesos desde lo alto de la Torre inclinada de Pisa y comparó sus caídas.

Historia de los Primeros Estudios

La Gravedad

Es una aceleración resultante de la suma vectorial de dos aceleraciones: por una parte, y de acuerdo a la ley de gravitación universal, la aceleración debida a la atracción mutua entre el planeta o satélite y el cuerpo considerado, y por otra parte la aceleración centrífuga debida a la rotación del planeta o satélite.

Se la designa con la letra "g", y es aproximadamente constante en la superficie del planeta o satélite.

La Gravedad

La distancia hasta el centro del planeta o satélite, es decir, su altura; Su latitud, ya que la intensidad y la dirección de la aceleración centrífuga varía entre el ecuador y los polos: es máxima en el ecuador y nula en los polos; La homogeneidad del planeta o satélite.

En consecuencia, la gravedad va a depender de:

Como es una aceleración, se mide en m/s2. Si el planeta es la Tierra, el valor de "g" al nivel del mar varía entre 9,789 m/s2 en el ecuador y 9,832 m/s2 en los polos. Se toma como valor promedio, denominada Gravedad Estándar, al valor g=9,80665 m/s2.

Magnitud de la aceleración de gravedad

Valor Sistema

9,8 m/seg2 (MKS)

980 cm/ seg2 (CGS)

32 Pies/ seg2 (INGLES)

La aceleración de gravedad es independiente de la masa del cuerpo, es decir, si dejamos caer un coche y una pulga, ambos cuerpo tendrán la misma aceleración, que coincide con la aceleración de la gravedad (g). Esto lo podemos demostrar del siguiente modo:

La segunda ley de Newton que la fuerza es igual al producto entre la masa del cuerpo y la aceleración.

Independencia de la Aceleración de Gravedad

La única fuerza que influye en la caída libre (recordamos que se desprecia el rozamiento con el aire) es el peso, que es igual al producto entre la masa del cuerpo y la constante gravitatoria g.

Sustituimos la fuerza.

Por lo tanto nos queda que la aceleración del cuerpo siempre coincide con la constante gravitatoria

Despejamos de la primera ecuación la aceleración.

Independencia de la Aceleración de Gravedad

CAIDA LIBRE

CAIDA LIBRE

Las ecuaciones del movimiento de un objeto que se mueve en dirección vertical bajo la acción de la fuerza de gravedad son las mismas del movimiento con aceleración constante, cambiando por , y por

Leyes Fundamentales de la Caída Libre

Caída libre y Velocidad

Un objeto al dejarse caer comienza su caída muy lentamente, pero aumenta su velocidad constantemente, acelera con el tiempo. Su velocidad aumenta a una razón constante. La velocidad de un objeto que cae desde un lugar elevado aumenta cada segundo una cantidad constante.

Al comienzo -- 0 (cero) después de 1 segundo -- g (m/s) después de 2 segundos -- 2.g (m/s) después de 3 segundos -- 3.g (m/s)después de t segundos -- t.g = g.t (m/s)

v = g.t

Caída libre y la Distancia Recorrida

La distancia que viaja un objeto uniformemente acelerado es proporcional al cuadrado del tiempo. Para el caso de un cuerpo en caída libre se expresa como:

Leyes Fundamentales de la Caída Libre