Fuerza y aceleración Clase 2

Camilo Meza Gaete

Created: 2023-06-05 Mon 09:57

¿Por qué caen los cuerpos?

Gravedad

Llamamos a este fenómeno físico una fuerza, pues es la que origina el movimiento de caída hacia un cuerpo (en nuestro planeta, la Tierra).

gravitacion.gif

Sobre las manzanas actúa un fenómeno que las acelera hacia la Tierra.

Esta aceleración es conocida, y su valor es \(9,81 \left [ \frac{m}{s^{2}} \right ] \) pero para la PAES se aproxima a \(10 \left [ \frac{m}{s^{2}} \right ] \).

Caída libre

Si dejamos caer un objeto, todos sabemos que se precipitará al suelo, sin embargo ¿Con qué velocidad lo hace?, para responder necesitamos un sistema de referencia.

caidaLibre1.png

Tomaremos la posición inicial como \(0 [m]\), para conveniencia. ¿Qué signo debería tener la gravedad en ese caso?

Recuerde la ecuación general: \(\vec r_{f} = \vec r_{i} + \vec V_{i} \cdot t + \frac{1}{2} \cdot \vec g \cdot t^{2} \)

Considerando la figura anterior, si el balón tardó \(3 [s]\) en llegar al suelo ¿Cuán alta es la torre?

Considerando la figura anterior, ¿Cuál es la posición para \(y_{1}\) e \(y_{2}\) considerando que ellas se sucedieron a los \(1 [s]\) y \(2 [s]\) respectivamente?.

En el caso de la caída libre, la \(\nu _{i}\) siempre es \(0\).

Si nuestro sistema de referencia tiene el origen en el suelo, los gráficos se verán:

GraficosCaidaLibre1.png

En cambio, si nuestro sistema de referencia tiene el origen en el punto de caída del objeto, se verán:

GraficosCaidaLibre2.png

Pregunta tipo PAES

Respecto a las características del movimiento que experimenta un cuerpo en caída libre en las cercanías de la Tierra, es correcto afirmar que:

  1. El tiempo de caída depende de la cantidad de masa del cuerpo.
  2. La aceleración que experimenta el cuerpo es positiva.
  3. El tiempo de caída y la velocidad con la que el cuerpo llega al suelo depende de la altura a la cual fue soltado.
  4. La velocidad del cuerpo permanece constante durante la caída.
  5. La aceleración y la velocidad con la que cae el cuerpo son vectores opuestos.

¿Desde qué altura es dejado caer un cuerpo que llega al suelo con una rapidez de \(90 \left [ \frac{m}{s^{2}} \right ]\)

  1. 81 [m]
  2. 90 [m]
  3. 405 [m]
  4. 527 [m]
  5. 810 [m]

Lanzamiento vertical hacia abajo

En este movimiento, el cuerpo es lanzado con una velocidad inicial hacia abajo, por lo que \(\nu _{i} \neq 0\).

Si el cuerpo es lanzado con una \(\nu _{i} = 10 \left [ \frac{m}{s} \right ]\), ¿Cuál es su posición \(y_{1}\) al cabo de \(1[s]\) de caída?

LanzamientoVerticalAbajoGalileo1.png

Considerando que el cuerpo fue lanzado desde una altura de \(45[m]\) ¿A qué altura se encuentra cuando pasa por \(y_{2}\) a los \(2[s]\) de caída?

LanzamientoVerticalAbajoGalileo1.png

Si nuestro sistema de referencia se encuentra en el suelo como origen, los gráficos de lanzamiento vertical hacia abajo se verían:

GraficosLanzamientoAbajo1.png

En cambio, si el sistema de referencia que usamos se encuentra en el punto donde se lanza el cuerpo, los gráficos de lanzamiento vertical hacia abajo se verían:

GraficosLanzamientoAbajo2.png

Lanzamiento vertical hacia arriba