Caída libre

1. CAIDA LIBRE
FÍSICA
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2. En la caída libre un objeto cae verticalmente desde cierta altura H
despreciando cualquier tipo de rozamiento con el aire o cualquier otro
obstáculo.
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
(9,8 𝑚/𝑠2
).

3. Para estudiar el movimiento de caída libre normalmente
utilizaremos un sistema de referencia cuyo origen de coordenadas
se encuentra en el pie de la vertical del punto desde el que
soltamos el cuerpo y consideraremos el sentido positivo del eje y
apuntando hacia arriba, tal y como puede verse en la figura:

5. REGLAS DE SIGNOS
•Usar (+) → si el móvil baja.
•Usar (-) → si el móvil sube.
Donde:
•vf : velocidad final
•v0 : velocidad inicial
•t : tiempo
•g : aceleración de la gravedad o gravedad (9,8 m/s2).
•h : altura recorrida

6. 1. Una maceta resbala y cae desde un techo ubicado a 45 m de
altura. Determine el tiempo que demora en llegar al suelo.

7. 2. Una pelota se deja caer desde lo alto de una torre de 50 m de
altura. Calcular la velocidad con la que llega al piso y el tiempo
que le toma hacerlo. (𝑔 = 9,8𝑚/𝑠2
)
3. Un objeto es lanzado verticalmente hacia arriba con una rapidez de
40 m/s. Determine en cuánto tiempo alcanza su altura máxima y el
valor de esa altura.
4. A una persona se le cae su celular desde lo alto de una torre de 405 m
de altura. ¿Cuánto tiempo después del instante en que la persona dejó
caer el celular, escuchará el crujido del mismo?

8. 5. Una piedra se suelta desde lo alto de un risco. La piedra golpea después
de 3,25 s. ¿Cuál es la altura del risco?
6. Estime a) ¿Cuánto tiempo le toma a King Kong caer recto hacia abajo
desde lo alto del Empire State (380 m de alto) y b) su velocidad antes de
aterrizar?

9. 7. Un beisbolista atrapa una bola 3.0 s después de lanzarla verticalmente
hacia arriba. ¿Con qué rapidez la lanzó y qué altura alcanzó?

11. El movimiento parabólico o tiro oblicuo resulta de la composición de
un movimiento rectilíneo uniforme (mru horizontal) y un movimiento
rectilíneo uniformemente acelerado de lanzamiento hacia arriba o
hacia abajo (mrua vertical).

13.  No poseen fuerza de propulsión propia.
 Mientras se desplazan por el espacio, despreciando la fricción por aire, la única
fuerza que actúa sobre el proyectil es su peso (w).
 Este tipo de movimiento se da en 2 dimensiones, por tal razón, los problemas se
analizan por separado para cada eje (X y Y).
 Dado que ninguna fuerza actúa horizontalmente para cambiar la velocidad del
proyectil, la aceleración horizontal es cero (𝑎𝑥 = 0), esto produce una velocidad
horizontal constante en cualquier en cualquier momento (vx = 𝑣0𝑥).
 Debido a la gravedad, la velocidad vertical, cambia uniformemente.
 Existen dos tipos de movimiento de proyectiles: proyección horizontal o
movimiento semiparabólico y movimiento parabólico.

15. 𝑥 = 𝑥0 + 𝑣0𝑥 ∗ 𝑡
𝑉
𝑥 = 𝑣0𝑥
𝑎𝑥 = 0
𝑥 = distancia recorrida
en el eje horizontal.
𝑣0𝑥= velocidad inicial en
el eje x.
t= tiempo del recorrido

17. 𝑣𝑦 = 𝑣0𝑦 ± 𝑔 ∗ 𝑡
𝑦
= 𝑦0 + 𝑣0𝑦 ∗ 𝑡 ±
1
2
∗ 𝑔 ∗ 𝑡2
𝑦 =
𝑣0𝑦 + 𝑣𝑦
2
∗ 𝑡
𝑣𝑦
2
= 𝑣0𝑦
2
± 2 ∗ 𝑔 ∗ 𝑦
𝑣𝑦 = velocidad final en el
eje y.
𝑣0𝑦= velocidad inicial en el
eje y.
g= aceleración de la
gravedad (𝑔 = 9,8 𝑚/𝑠2
).
t= tiempo del recorrido

19. 𝑦𝑚á𝑥 =
𝑣0
2
∗ 𝑠𝑒𝑛(𝜃)
2 ∗ 𝑔
𝑡𝑣𝑢𝑒𝑙𝑜 =
2 ∗ 𝑣0 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝜃)
𝑔
𝑅 =
𝑣0
2
∗ 𝑠𝑒𝑛(2𝜃)
𝑔
tan(𝜃) =
4 ∗ 𝑦𝑚á𝑥
𝑅
𝑦𝑚á𝑥= altura máxima
𝑡𝑣𝑢𝑒𝑙𝑜= tiempo de vuelo
𝑅= alcance horizontal
𝜃= ángulo de la velocidad
inicial con el eje x

20. EJERCICIOS
1. Una esfera es lanzada tal como se muestra en el gráfico, realizando un
MP. Calcular el tiempo de vuelo.
2. Un cañón dispara una bala horizontalmente y esta experimenta un MP. Usando el
gráfico y sabiendo que la bala impacta en el piso luego de 2 s, calcular h.

21. 3. Una esfera se lanza horizontalmente desde un techo, realizando un MP e
impactando en el punto A. Tomando en cuenta la gráfica, calcular la velocidad
con la que fue lanzada la esfera.

22. 4. Del gráfico mostrado, determine la altura máxima y el tiempo de vuelo.
5. Un proyectil es lanzado con una rapidez 𝑣0 como se muestra en la imagen. Si el proyectil
impacta en Q, calcular la altura máxima. Considere 𝑡𝑎𝑛𝜃=4 .

24. 6. Una partícula que realiza un MPCL va en ascenso. Tomando en cuenta el
gráfico, calcular la rapidez en el punto A.