CAIDA LIBRE

 

Cuando se suelta un cuerpo a una determinada altura, éste cae a través de la vertical, para ello ejerce un movimiento que toma el nombre mencionado. 

Si el cuerpo es lanzado desde la superficie hacia “arriba” también describe una trayectoria vertical.

Caída libre

Se denomina caída libre al movimiento que experimenta un objeto cuando se suelta a cierta altura sobre la superficie de la Tierra y en sus proximidades.

Al dejar caer simultáneamente un trozo de tiza y una hoja de papel, se observa que cae antes la tiza. Esta y otras experiencias parecidas hacen pensar que los objetos más pesados caen antes que los ligeros.

Si se toman dos hojas de papel y se arruga una de ellas hasta hacer una pelota, se observa que la bola de papel cae antes. De esto se deduce que la velocidad de caída de los objetos no depende de su masa.

Experiencias como esta no se consideraron hasta el Renacimiento, por lo que en la Antigüedad se pensaba que cuanto más pesado fuera un objeto antes caía.

En el siglo IV a.C., el filósofo griego Aristóteles consideraba que el estado natural de los objetos es el del reposo y que a él tienden siguiendo trayectorias en línea recta.

Una piedra tiende a ocupar su estado natural, que es en el suelo, más rápidamente que una pluma de ave formada, en parte, por aire.

Todas estas ideas perduraron sin modificarse durante 2 000 años hasta que Galileo, en el siglo XVI, se dio cuenta de que Aristóteles no había considerado la existencia del vacío. Se percató que el movimiento de los objetos, ya sean piedras o plumas de ave, siempre ocurren en un medio resistente como el aire o el agua y, por tanto, siempre hay algo que se opone al mismo.

Si una hoja de papel y una bola de papel no caen al mismo tiempo es porque no tienen la misma forma y por ello presentan diferente aerodinámica y oponen distinta fricción o resistencia al aire.

ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD (g)

Es aquella aceleración con la cual caen los cuerpos. Su valor depende íntegramente del lugar en que se tome.

En la superficie terrestre esta aceleración no es constante, esto se debe a que la tierra no es perfectamente esférica y además posee superficies accidentadas.

Sin embargo se considera como valor promedio al nivel del mar:

CASOS DE CAÍDA LIBRE

Si el movimiento considerado es de descenso o de caída, el valor de g resulta positivo como corresponde a una auténtica aceleración. 

Si, por el contrario, es de ascenso en vertical el valor de g se considera negativo, pues se trata, en tal caso, de un movimiento decelerado.

Para resolver problemas con movimiento de caída libre utilizamos las siguientes fórmulas:

Algunos datos o consejos para resolver problemas de caída libre:

1. Recuerda que cuando se informa que “Un objeto se deja caer” la velocidad inicial será siempre igual a cero  (v0 = 0).
2. En cambio, cuando se informa que “un objeto se lanza” la velocidad inicial será siempre diferente a cero (vo ≠ 0).

Desarrollemos un problema para ejercitarnos:

Desde la parte alta de este moderno edificio se deja caer una pelota, si tarda 3 segundos en llegar al piso ¿cuál es la altura del edificio? ¿Con qué velocidad impacta contra el piso?

Desde lo alto dejamos caer una pelota.

Veamos los datos de que disponemos:

                                         

Para conocer la velocidad final (vf), apliquemos la fórmula

                                          

                                         

Ahora, para conocer la altura (h) del edificio, aplicamos la fórmula:
                                                 
Respuestas:
La pelota se deja caer desde una altura de 44,15 metros e impacta en el suelo con una velocidad de 29,43 metros por segundo.





Referencias web:
http://fisicavirtual.cl/aula/course/view.php?id=17
http://www.profesorenlinea.com.mx/fisica/Movimiento_caida_libre.html