El documento describe la caída libre, el tiro vertical y el tiro horizontal. Explica que en la caída libre los objetos caen solo hacia abajo debido a la gravedad, mientras que en el tiro vertical los objetos suben y bajan. También señala que ambos usan las mismas ecuaciones debido a que experimentan la misma aceleración gravitatoria. Finalmente, describe el tiro horizontal como una trayectoria curva resultado de los movimientos horizontal y vertical independientes.

1. CAIDA LIBRE, TIRO VERTICAL
Y TIRO HORIZONTAL
FISICA I
OCTUBRE 2022

2. ¿Qué es LA CAÍDA LIBRE?
Un cuerpo físico u objeto tiene una caída libre sí desciende
sobre la superficie de la Tierra y no sufre ninguna
resistencia originada por el aire o cualquier otra sustancia.
En 1590, el científico italiano Galileo Galilei fue el
primero en demostrar que todos los objetos, ya sean
grandes o pequeños, en ausencia de fricción, caen a
la Tierra con la misma aceleración. Por tanto, si
dejamos caer desde cierta altura una piedra grande y
una pequeña, las dos piedras caerán al suelo al mismo
tiempo. Podemos afirmar que la aceleración
gravitacional produce sobre los cuerpos con caída libre
un movimiento uniformemente acelerado, motivo por
el cual la magnitud de su velocidad aumenta en forma
constante, mientas la aceleración permanece fija.

3. ¿Qué es LA CAÍDA LIBRE?
Para resolver problemas de caída libre se utilizan las mismas ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado, resumidas en la deducción de las ecuaciones utilizadas en el MRUA, pero se acostumbra a cambiar la
letra a de aceleración por g que representa la aceleración de la gravedad, y la letra d de distancia por h que
representa la altura

4. ¿Qué es EL TIRO VERTICAL?
Se presenta cuando un objeto se lanza verticalmente hacia arriba, y su velocidad va disminuyendo hasta anularse al
alcanzar su altura máxima. Inmediatamente inicia su regreso para llegar al mismo punto donde fue lanzado y
adquiere la misma velocidad con la cual partió. El tiempo empleado en subir es el mismo utilizado en bajar. En
conclusión, el tiro vertical experimenta la misma aceleración que la caída libre de los objetos y, por tanto, emplea las
mismas ecuaciones.

5. ¿Qué es EL TIRO VERTICAL?
En conclusión, el tiro vertical experimenta la misma aceleración que la caída libre de los objetos y, por tanto, emplea
las mismas ecuaciones.

6. CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL
En la caída libre, todos los
objetos comprenden un
solo movimiento, el cual
es hacia abajo bajo la
acción de la gravedad.
En el tiro vertical, los objetos
sufren dos movimientos:
subida y bajada.
En caída libre, la gravedad se
comporta con normalidad
(positiva), ya que los cuerpos están
siendo empujados hacia el suelo a
una aceleración de 9.8 Τ
𝑚
𝑠2.
Cuando un objeto es lanzado
hacia arriba, la gravedad se
comporta de forma negativa
(−9.8 Τ
𝑚
𝑠2 ), ya que se comporta
manera de fricción, es decir, trata
de detener el movimiento vertical
del cuerpo, cuando lo logra, el
objeto adopta la caída libre.

7. CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL
Como los objetos se dejan caer
al vacío, no existe velocidad
inicial (vi = 0)
Como el objeto es lanzado, ya sea
hacia arriba o hacia abajo, adquiere
una velocidad inicial diferente de 0.
Fórmulas de caída libre
ℎ =
𝑉𝑓
2
(𝑡)
𝑉𝑓 = 𝑔(𝑡)
ℎ =
𝑔(𝑡2
)
2
𝑉𝑓 = 2(ℎ)(𝑔)
𝑡 =
2(ℎ)
𝑔
Fórmulas de tiro vertical
Vf = 0
𝑉𝑓 = 𝑉0 + 𝑔(𝑡)
ℎ𝑀á𝑥 = −
𝑉0
2
2(𝑔)
𝑡𝑆𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 = −
𝑉0
𝑔
𝑡𝐴𝑖𝑟𝑒 = −
2(𝑉0)
𝑔
d = 𝑉0 𝑡 +
𝑔(𝑡2)
2

8. ¿Qué es EL TIRO HORIZONTAL?
Se caracteriza por la trayectoria o camino curvo que sigue un objeto al ser lanzado horizontalmente al vacío,
resultado de los movimientos independientes; un movimiento horizontal con velocidad constante, y otro vertical, el
cual se inicia con una velocidad cero y va aumentando en la misma proporción de otro cuerpo que se dejará caer de
mismo punto en el mismo instante.
La forma de la curva descrita es abierta, simétrica respecto a un eje y con un solo foco, es decir, una parábola.

9. EJERCICIOS

10. OBJETOS EN CAÍDA LIBRE
Ejemplo:
Desde la punta de un edificio de 75 m. se deja caer un ladrillo. Calcula:
a) El tiempo que tarda en caer.
b) La velocidad final que alcanzó.
c) La aceleración que logró.
Datos:
ℎ = 75 𝑚
𝑔 = 9.8 ൗ
𝑚
𝑠2
SOLUCIÓN
a) Tiempo
𝑡 = ൗ
2(ℎ)
𝑔
𝑡 = ൗ
2(75)
9.8
𝑡 = 15.306
𝑡 = 𝟑. 𝟗𝟏 𝑠
b) Velocidad final
𝑣𝑓 = 𝑔(𝑡)
𝑣𝑓 = 9.8(3.91)
𝑣𝑓 = 38.31 Τ
𝑚
𝑠
c) Aceleración
a =
𝑣𝑓
𝑡
𝑎 =
38.31
3.91
𝑎 = 9.8 ൗ
𝑚
𝑠2
Aceleración = Gravedad

11. CÁLCULO DEL TIRO VERTICAL
Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota con una velocidad de 20 m/s.
Calcular:
a) La distancia que recorre a los 2 segundos.
b) La magnitud de la velocidad que llevará a los 2 segundos.
c) La altura máxima alcanzada.
d) El tiempo que tardará en el aire.
Datos:
𝑉0 = 20 Τ
𝑚
𝑠
𝑔 = −9.8 Τ
𝑚
𝑠2(El objeto es lanzado hacia arriba)
𝑡 = 2 𝑠
a) La distancia que recorre a los 2
segundos.
Fórmula
𝑑 = 𝑉0 𝑡 +
𝑔(𝑡2)
2
𝑑 = 20 2 +
−9.8(22)
2
𝑑 = 40 − 19.6
𝑑 = 20.4 𝑚
b) La velocidad a los 2 segundos
Fórmula
𝑉𝑓 = 𝑉0 + 𝑔(𝑡)
𝑉𝑓 = 20 + (−9.8)(2)
𝑉𝑓 = 20 − 19.6
𝑉𝑓 = 0.4 Τ
𝑚
𝑠

12. c) La altura máxima alcanzada
Fórmula
ℎ𝑀á𝑥 = −
𝑉0
2
2(𝑔)
ℎ𝑀á𝑥 = −
(202)
2(−9.8)
ℎ𝑀á𝑥 = −
400
−19.6
ℎ𝑀á𝑥 = 20.4 𝑚
d) El tiempo que tarda en el aire
Fórmula
𝑡𝐴𝑖𝑟𝑒 = −
2(𝑉0)
𝑔
𝑡𝐴𝑖𝑟𝑒 = −
2(20)
−9.8
𝑡𝐴𝑖𝑟𝑒 = −
40
−9.8
𝑡𝐴𝑖𝑟𝑒 = 4.08 𝑠

13. Un balón de fútbol se deja caer desde una ventana y tarda en llegar al suelo 5 s.
Calcular:
a) ¿Desde qué altura cayó?
Fórmula: h= vi t + g t2/2
b) ¿Con qué magnitud de velocidad choca contra el suelo?
Fórmula: vf= vi + g t
Datos
t= 5 s
Vi= 0
g= 9.8
a) h= vi t + g t2/2
ℎ = 0𝑠 ∗ 5𝑠 +
9.8
𝑚
𝑠
2
∗ 5𝑠2
2
a)h= 122.5 m
b)Vf= 49 m
b) vf= vi + g t
𝑣𝑓 = 0𝑠 + 9.8
𝑚
𝑠
2
∗ 5𝑠

14. Se lanza una piedra horizontalmente a una velocidad de 25 m/s desde una altura de 60 m.
Calcular:
a) El tiempo que tarda en llegar al suelo
b) La magnitud de la velocidad vertical (vy) que lleva a los 2 s
c) La distancia horizontal (dH) a la que cae la piedra, a partir del punto desde donde fue arrojada.
Datos Fórmula Sustitución Resultado
vH= 25 m/s
h= -60 m
g= -9.8 m/s2
a) t(caer)= √2h/g
b) vy= (g) (t)
c) dH=(vH) (t(caer))
a) t(caer)= √2(-60 m) / -9.8 m/s2
b) vy= (-9.8 m/s2) (2 s)
c) dH= (25 m/s) (3.5 s)
a) t(caer)= 3.5 s
b) vy= -19.6 m/s
c) dH= 87.5 m

15. Durante una epidemia en un poblado lejano, un avión que vuela a 2500 m de altura con una
velocidad de 236.11 m/s suelta una caja de vacunas cuando se encuentra a 6000 m del
objetivo.
Calcular:
a) ¿Cuánto tarda la caja en llegar al suelo?
b) ¿A qué distancia del objetivo caen las vacunas?
c) ¿Dónde está el avión cuando la caja toca el suelo?
DATOS
vH= 236.11 m/s
h= -2500 m
Distancia a la que se
encuentra el poblado=
6000 m
g= -9.8 m/s2
a) t(caer)= √2h/g
b) Distancia del objetivo= d - dH
c) dH= (vH) (t(caer))
a) t(caer)= √2(-2500 m) / -9.8 m/s2 = 22.57 s
c) dH= (236.11 m/s) (22.57 s)= 5329 m
b) distancia del objetivo: 6000 m –5329 m=
671 m
a) t(caer)= 22.57 s
b) distancia del objetivo= 671 m
c) 5329 m al igual que la caja, ya que su
velocidad horizontal es la misma.

16. Una pelota esta rodando con velocidad constante sobre una mesa de 2 m de
altura, después de su caída se encuentra a 0.2 m de la base de la mesa. Calcular:
a) ¿Cuánto tiempo tarda en caer?
b) ¿Con qué velocidad choca contra el piso?
c) ¿Cuál es la velocidad horizontal con la que rodaba la pelota, antes de caerse de
la mesa?
DATOS
vH= ? m/s
t(caer)= ?s
vy= ? m/s
h= -2 m
dH= 0.2 m
g= -9.8 m/s2
a) t(caer)= √2(h)/ g
b) vy= (g) (t)
c) vH= (dH) (t(caer))
a) t(caer)= √2(-2 m) / -9.8 m/s2
b) vy= (-9.8 m/s2 ) (0.63 s)
c) vH = 0.2 m * 0.63 s
a) t(caer)= 0.63 s
b) vy= -6.26 m/s
c) vH = 0.312 m/s