Resumen de Caida Libre y Tiro vertical PDF

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Universidad Autónoma De Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Física 1 Resumen de Caída Libre y Tiro vertical

Maestro: M.A. JOSE RAMON MARTINEZ GUERRA Nombre: José Luis Martínez Martínez Matricula: 1965045 Grupo: 037

Qué es Caída libre: Como caída libre se denomina toda caída vertical sin sustentación de ningún tipo, cuyo trayecto se encuentra sujeto, apenas, a la fuerza de la gravedad. Es un concepto aplicado a la física, pero también es una práctica deportiva. Caída libre en Física Según la Física, como caída libre se designa aquella que un cuerpo experimenta cuando está únicamente sometido a la acción de gravedad, y que supone un descenso vertical. De allí que esta definición excluya a las caídas influenciadas, en mayor o menor medida, por la resistencia del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar como consecuencia de la presencia de un fluido. Se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) en el que la aceleración coincide con el valor de la gravedad. En la superficie de la Tierra, la aceleración de la gravedad se puede considerar constante, dirigida hacia abajo, se designa por la letra g y su valor es de 9'8m/s2 (a veces se aproxima por 10 m/s2). Si el movimiento es en descenso, el valor de la aceleración positivo, mientras que, si se trata de un ascenso vertical, este valor pasa a ser negativo, pues constituye un movimiento desacelerado. En el vacío, la aceleración es constante, y es la misma para todos los cuerpos, independientemente de su forma y peso. La presencia de fluidos, como el aire, por ejemplo, tiende a frenar ese movimiento, haciendo depender la aceleración de otros factores, como la forma, el peso o la densidad del cuerpo. Al ascenso en vertical se lo denomina tiro vertical, y se refiere al movimiento en el cual un objeto es lanzado en línea recta hacia arriba. Por otro lado, en una caída libre la posición que ocupa el cuerpo en un instante es precisamente su altura ‘y’ en ese momento. Como hemos quedado en llamar ‘g’ a la aceleración que experimenta un cuerpo en caída libre, podemos expresar las ecuaciones así: 𝑔=

2𝑦 𝑣𝑓 = 𝑔 𝑡2

Si lanzamos un cuerpo verticalmente hacia arriba, alcanzará una altura máxima y después caerá. Tanto la fase de subida como la de bajada son de caída libre porque así llamamos a los movimientos que sólo dependen de la gravedad

Tiro vertical Este movimiento se presenta cuando un objeto se lanza verticalmente hacia arriba y se puede observar que la magnitud de su velocidad va disminuyendo hasta anularse al alcanzar su altura máxima. Su regreso se inicia de inmediato para llegar al mismo punto donde fue lanzado y adquiere la misma magnitud de velocidad con la cual partió. De la misma manera, el tiempo empleado en subir es el mismo utilizado para bajar. Concluyendo: El tiro vertical experimenta la misma aceleración que la caída libre de los objetos, por lo tanto, emplea las mismas ecuaciones. Cuando un objeto se lanza verticalmente hacia arriba se efectúa un tiro vertical. Tiro vertical En este tipo de movimiento, por lo general, resulta importante calcular la altura máxima alcanzada por el objeto, el tiempo que tarda en subir hasta alcanzar su altura máxima y el tiempo de permanencia en el aire, por esta razón, se hará la deducción de las ecuaciones necesarias para calcular esas magnitudes a partir de las ecuaciones generales para la caída libre de los cuerpos u objetos. Para calcular la altura máxima que alcanza un objeto verticalmente hacia arriba se usará la ecuación: vf 2 = vo 2 + 2gh

Estos movimientos se resuelven con las mismas ecuaciones de MRUV, tomando como aceleración la de la gravedad de la tierra, que en vez de "a" la llamamos "g". La aceleración de la tierra también es una magnitud vectorial y su módulo es:

Su signo depende de cómo ubiquemos el sistema de referencia. Si el sistema lo ponemos creciente desde la tierra hacia arriba entonces g tiene signo negativo. Debido a que trabajamos con sistemas coordenados, utilizamos la misma fórmula para el tiro vertical que para la caída libre (que además son las mismas fórmulas que utilizamos para todo MRUV). Tomamos positiva a la aceleración cuando hace aumentar a la velocidad en el sentido que crece el sistema de referencia y negativa en el otro caso.

Características del tiro vertical y la caída libre: En ambos casos se toman en cuenta las velocidades iniciales y las distancias, pero no intervienen el peso o la masa para calcular la altura o el tiempo. Debería importar la forma de los objetos con el fin de calcular el rozamiento con el aire (que ejerce una fuerza), pero no lo consideramos en estos ejercicios. Para el tiro vertical, en el caso de que utilicemos un sistema de referencia dirigido hacia arriba, la aceleración tiene signo negativo y velocidad inicial positiva. En la caída libre, con el mismo sistema de referencia, la velocidad es negativa (en aumento) y la aceleración no cambia de signo (con ese sistema seguiría siendo negativa). Una de las condiciones para que un movimiento se considere un tiro vertical es que su velocidad inicial sea diferente a cero, y si la velocidad inicial del objeto es positiva entonces el objeto lanzado comenzará a ascender mientras su velocidad disminuye hasta llegar a un momento donde la velocidad del objeto sea igual a cero y es en ese momento donde el objeto alcanza su altura máxima, luego de que esto ocurra su velocidad empezara a aumentar en dirección hacia abajo, por lo que el objeto comenzara a descender hasta que impacte contra el suelo o con algún objeto que se interponga en su trayectoria. En caso de que la velocidad inicial sea negativa el objeto iniciara descendiendo y su velocidad aumentara en dirección hacia la abajo hasta que el objeto toque el suelo....