1. UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
FACULTAD DE EDUCACION
FISICA I
ESPECIALIDAD: CIENCIAS NATURALES
CICLO: VII
MG. LOPEZ DAMIAN, ROY JESUS

2. Caída Libre
(teoría)
SE DENOMINA CAÍDA LIBRE AL MOVIMIENTO DE UN CUERPO BAJO
L A A C C I Ó N E X C L U S I VA D E U N C A M P O G R AV I TAT O R I O . E S TA
DEFINICIÓN FORMAL EXCLUYE A TODAS LAS
C A Í D A S R E A L E S I N F L U E N C I A D A S E N M AY O R O M E N O R M E D I D A
POR LA RESISTENCIA AERODINÁMICA DEL AIRE, ASÍ COMO A
CUALQUIER OTRA QUE TENGA LUGAR EN EL SENO DE UN FLUIDO;
SIN EMBARGO ES FRECUENTE TA M B I É N REFERIRSE
C O L O Q U I A L M E N T E A É S TA S C O M O C A Í D A S L I B R E S , A U N Q U E L O S
EFECTOS DE LA VISCOSIDAD DEL MEDIO NO SEAN POR LO
GENERAL DESPRECIABLES.

3. OBJETIVOS
• ENTENDER DE UN MODO PRÁCTICO Y SENCILLO EL TEMA DE CAÍDA
L I B R E D E L O S C U E R P O S PA R A A S Í P O N E R L O E N P R Á C T I C A PA R A L A
VIDA EN SITUACIONES NECESARIAS.
• COMPRENDER L A I M P O R TA N C I A D E L M O V I M I E N T O U N I F O R M E
VA R I A D O , E N C U A N T O A S U S M É T O D O S D E S O L U C I Ó N
• IDENTIFICAR LAS LEYES, ECUACIONES Y DIFERENTES PROBLEMAS
QUE PUEDEN SURGIR DE LA CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS

4. INTRODUCCIÓN
PA R A E N T E N D E R E L C O N C E P T O D E C A Í D A L I B R E D E L O S C U E R P O S ,
V E R E M O S E L S I G U I E N T E E J E M P L O : S I D E J A M O S C A E R U N A P E L O TA D E
H U L E M A C I Z O Y U N A H O J A D E PA P E L , A L M I S M O T I E M P O Y D E L A M I S M A
A LT U R A , O B S E R VA R E M O S Q U E L A P E L O TA L L E G A P R I M E R O A L S U E L O .
P E R O , S I A R R U G A M O S L A H O J A D E PA P E L Y R E A L I Z A M O S D E N U E V O E L
E X P E R I M E N T O O B S E R VA R E M O S Q U E L O S T I E M P O S D E C A Í D A S O N C A S I
IGUALES.
EL MOVIMIENTO VERTICAL DE CUALQUIER OBJETO EN MOVIMIENTO
L I B R E , PA R A E L Q U E S E P U E D A PA S A R P O R E S T O L A R E S I S T E N C I A D E L
AIRE, SE RESUME ENTONCES MEDIANTE LAS ECUACIONES:
V = -GT + V0
VM = (VO + V)/2
Y = -0.5 GT² + VO T + Y0
V²= -2GT (Y - Y0)

5. Trayectoria
E S L A SU C E S I Ó N D E P U N TO S P O R L O S Q U E PA S Ó E L
M Ó V I L E N S U R E C O R R I D O Y S U VA L O R E N E L S I S T E M A
I N T E R N A C I O N A L E S E S A D I S TA N C I A , M E D I D A S O B R E L A
T R AY E C TO R I A , E N M E T R O . E S E L R E C O R R I D O TO TA L .

6. POSICIÓN
S U P U E S TO S U N O S E J E S D E C O O R D E N A D A S E N E L P U N TO
D E L A N Z A M I E N TO , S E L L A M A P O S I C I Ó N A L A O R D E N A D A
( C O O R D E N A D A E N E L E J E Y ) Q U E O C U PA E N C A D A
I N S TA N T E E L M Ó V I L .

7. DESPLAZAMIENTO
R E S TA N D O D E L A O R D E N A D A D E L A P O S I C I Ó N L A
ORDENADA DEL ORIGEN TENEMOS EL
D E S P L A Z A M I E N TO . S E R E P R E S E N TA P O R U N
V E C TO R C O N TO D A S L A S C A R A C T E R Í S T I C A S D E L
M I SM O : M O D U L O , D I R E C C I Ó N , S E N T I D O , P U N TO
DE APLICACIÓN.

8. CARACTERÍSTICAS:
• L A C A Í D A L I B R E E S U N M O V I M I E N TO C O N A C E L E R A C I Ó N
C O N S TA N T E O UNIFORME.
• L A F U E R Z A D E G R AV E D A D E S L A Q U E P R O D U C E L A
A C E L E R A C I Ó N C O N S TA N T E E N L A C A Í D A L I B R E .
•LA ACELERACIÓN PRODUCIDA EN LA CAÍDA LIBRE SE
D E N O M I N A A C E L E R A C I Ó N D E B I D A A L A G R AV E D A D Y S E
S I M B O L I ZA CON LA LETRA G.
• E L VA L O R D E G , Q U E S E C O N S I D E R A PA R A E F E C TO S
PRÁCTICOS ES DE 9.81M/S2.
• E N E L VA C Í O TO D O S L O S C U E R P O S C A E N C O N L A M I S M A
ACELERACIÓN.

9. MARCO TEORICO
EN CINEMÁTICA, LA CAÍDA LIBRE ES UN MOVIMIENTO DE UN
C U E R P O D Ó N D E S O L A M E N T E I N F L U Y E L A G R AV E D A D . E N E S T E
MOVIMIENTO SE DESPRECIA EL ROZAMIENTO DEL CUERPO CON
E L A I R E , E S D E C I R , S E E S T U D I A E N E L VA C Í O . E L M O V I M I E N T O
DE LA CAÍDA LIBRE ES UN MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE
ACELERADO. LA ACELERACIÓN I N S TA N T Á N E A 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
A C E L E R A C I Ó N D E L A G R AV E D A D ( G ) . E S T O L O P O D E M O S
DEMOSTRAR DEL SIGUIENTE MODO:

10. SABEMOS POR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON QUE LA FUERZA ES
IGUAL AL PRODUCTO ENTRE LA MASA DEL CUERPO Y LA
ACELERACIÓN.
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
D E L C U E R P O Y L A C O N S TA N T E G R AV I TAT O R I A G .
DESPEJAMOS DE LA PRIMERA ECUACIÓN LA ACELERACIÓN.

11. SUSTITUIMOS LA FUERZA.
P O R L O TA N T O N O S Q U E D A Q U E L A A C E L E R A C I Ó N D E L C U E R P O
S I E M P R E C O I N C I D E C O N L A C O N S TA N T E G R AV I TAT O R I A
OTRA FORMA DE DEMOSTRAR QUE LA ACELERACIÓN DE LOS CUERPOS
E N C A Í D A L I B R E E N E L VA C Í O T I E N E Q U E S E R L A M I S M A S I N I M P O R TA R
EL PESO DE LOS OBJETOS, ES MEDIANTE UN SIMPLE DESARROLLO
LÓGICO:
SUPONGAMOS DOS CUERPOS, EL PRIMERO DEL DOBLE DE PESO QUE EL
SEGUNDO. AHORA, INTERPRETEMOS AL PRIMER OBJETO COMO DOS DE
LOS SEGUNDOS OBJETOS UNIDOS DE ALGUNA FORMA, ENTONCES LA
ACELERACIÓN DEL OBJETO MÁS PESADO DEBERÍA SER LA MISMA QUE
LA DE CADA UNO DE LOS DOS OBJETOS MÁS LIVIANOS, PUESTO QUE SI
ASÍ NO FUERA ENTONCES UN CUERPO DEBERÍA CAER A DIFERENTES
VELOCIDADES DEPENDIENDO DE SI LO VEMOS COMO UN SOLO OBJETO
O C O M O S U S PA R T E S U N I D A S .

12. FÓRMULAS
• VELOCIDAD INICIAL: NORMALMENTE ES LA VELOCIDAD QUE SE LE
I M P R I M E I N I C I A L M E N T E A U N O B J E T O PA R A P O N E R L O E N M O V I M I E N T O .
EN ESTE CASO COMO NO SE LE DA UNA FUERZA SINO SOLO SE DEJA
CAER LA VO ES IGUAL A CERO.
• VELOCIDAD FINAL: ES LA VELOCIDAD QUE ALCANZARA EL OBJETO
CUANDO LLEGA AL PUNTO FINAL DE LA CAÍDA.
• TIEMPO: ES LO QUE SE DEMORA EL CUERPO EN CAER.
• A LT U R A : L A A LT U R A E S L A M E D I D A D E L O N G I T U D D E U N A
T R AY E C T O R I A O D E S P L A Z A M I E N T O , S I E M P R E Y C U A N D O L A M E D I D A
SEA TOMADA COMO PUNTO DE REFERENCIA A LA VERTICAL.
• G R AV E D A D : G R AV E D A D E S U N A F U E R Z A Q U E T R AT A D E J A L A R L O S
O B J E T O S H A C I A A B A J O . C U A L Q U I E R C O S A Q U E T E N G A M A S A TA M B I É N
T I E N E U N T I R Ó N G R AV I T A C I O N A L . E N T R E M Á S M A S A U N O B J E T O
T E N G A , M Á S F U E R T E E S S U T I R Ó N O J A L E D E AT R A C C I Ó N
G R AV I T A C I O N A L .

13. CAÍDA LIBRE IDEAL
EN LA CAÍDA LIBRE IDEAL, SE DESPRECIA LA RESISTENCIA
A E R O D I N Á M I C A Q U E P R E S E N TA E L A I R E A L M O V I M I E N T O D E L
C U E R P O , A N A L I Z A N D O L O Q U E PA S A R Í A E N E L VA C Í O . E N E S A S
CONDICIONES, LA ACELERACIÓN QUE ADQUIRIRÍA EL CUERPO
S E R Í A D E B I D A E X C L U S I VA M E N T E A L A G R AV E D A D , S I E N D O
INDEPENDIENTE DE SU MASA; POR EJEMPLO, SI DEJÁRAMOS CAER
U N A B A L A D E C A Ñ Ó N Y U N A P L U M A E N E L VA C Í O , A M B O S
ADQUIRIRÍAN LA MISMA ACELERACIÓN, , QUE ES LA ACELERACIÓN
D E L A G R AV E D A D

14. CONCLUSIONES
• L A C A Í D A L I B R E C U A N D O D E S D E C I E R TA A LT U R A U N C U E R P O S E
D E J A C A E R PA R A P E R M I T I R Q U E L A F U E R Z A D E G R AV E D A D A C T U É
SOBRE EL.
• LA VELOCIDAD INICIAL ES SIEMPRE CERO.
• T O D O C U E R P O Q U E C A E L I B R E M E N T E T I E N E U N A T R AY E C T O R I A
VERTICAL
• L A G R AV E D A D E S U N A F U E R Z A Q U E T R ATA D E J A L A R L O S
OBJETOS HACIA ABAJO.
• E N L A C A Í D A L I B R E N O S E T O M A E N C U E N TA L A R E S I S T E N C I A A L
AIRE