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Atracción Terrestre
Experimentalmente es fácil comprobar que si soltamos una piedra ésta siempre caerá hasta estrellarse contra la superficie de la Tierra. La atracción gravitacional hace que la piedra caiga una vez que la hemos soltado. Todas las masas que están cerca a la superficie de la Tierra son atraídas hacia su centro mediante una fuerza llamada peso.
“El movimiento en el cual actúa solamente el peso del cuerpo (atracción terrestre) se denomina caída libre”.
La caída libre de la Luna se prolonga indefinidamente hacia la Tierra debido a su trayectoria circular.
Al disparar una bala de cañón, ésta sigue una trayectoria parabólica, despreciando la fricción del aire, la única fuerza sobre la bala durante el vuelo será su peso o sea la atracción terrestre. Luego el movimiento parabólico de una bala es también de caída libre.
La bala sigue un movimiento parabólico de caída libre
“La caída libre no necesariamente es vertical”
La Aceleración de la Gravedad (g)
Se denomina así a la aceleración que adquieren los cuerpos a causa de la atracción terrestre. Es sabido por ejemplo que una piedra dejada en libertad cae hacia el centro de la tierra y acelera mientras cae, debido a la atracción terrestre.
La Gravedad
Propiedad universal de los cuerpos que se manifiesta mediante dos fuerzas de atracción entre dos cuerpos cualesquiera del Universo.
Durante su caída un cuerpo mantiene su aceleración constante (a=g) durante toda la trayectoria.
g=9,8 m/s2 (Sistema Internacional)
g=32 pies/s2 (Sistema Inglés)
Para casos prácticos utilizaremos el valor de la gravedad como: 10 m/s2
Características de la Aceleración de la Gravedad
La aceleración de la gravedad tiene las siguientes características:
- La aceleración de la gravedad tiene un valor diferente en cada lugar de la Tierra.
- En los polos, debido al achatamiento de la Tierra, la aceleración de la gravedad alcanza su mayor valor: gP=9,83 m/s2
- En el Ecuador, a causa del ensanchamiento y rotación de la Tierra; la gravedad alcanza su menor valor: gE=9,79 m/s2
- A latitud 45ºN y al nivel del mar se llama aceleración normal de la gravedad y tiene valor de: gN=9,81 m/s2
En el vacío todos los cuerpos, grandes o pequeños, pesados o ligeros, caen a la tierra con la misma rapidez.
Figura A: La fricción del aire retarda la caída de la pluma
Figura B: En el vacío la piedra y la pluma caen juntas
Los cuerpos caen con la misma aceleración
En la antigüedad se creía que los cuerpos más pesados caían más rápido que los ligeros. En la actualidad se ha demostrado que los pesos de los objetos pueden ser diferentes; pero al caer se observa que lo hacen con la misma aceleración. Galileo Galilei fue el primero en demostrar que todos los objetos caen con la misma aceleración sin importar su masa.
También es conocido que una hoja que cae de un árbol se demora en el aire mucho más tiempo que la fruta que cae con la misma rama. La resistencia del aire retrasa la caída de los cuerpos más ligeros, más que las de los más pesados.
Los cuerpos ligeros tardan más en caer a causa de la resistencia del aire
Semejanza entre el MRUV y la Caída Libre Vertical (CL)
Si la altura desde la cual caen los cuerpos es pequeña comparada con el radio terrestre (6400 km) y no consideramos la fricción del aire se aprecia que la aceleración de la gravedad permanece prácticamente constante; entonces:
La caída libre vertical para alturas pequeñas viene a ser un MRUV y cumple sus mismas leyes
Formulas de Caída Libre Vertical
Ahora te presentaremos las formulas de caída libre vertical hacia abajo y hacia arriba.
Tiro Vertical
Es el movimiento efectuado por un proyectil que es lanzado hacia arriba en contra de la gravedad. Si experimentamos lanzando una piedra hacia arriba notaremos que ésta llega a un punto donde su velocidad se anula y luego vuelve a caer. Esto lo explicamos mediante el siguiente esquema:
Este movimiento tiene las siguientes características:
- La velocidad en el punto “C” (punto de altura máxima) es cero.
- La rapidez de subida y la rapidez de bajada a un mismo nivel son iguales:
- El tiempo que demora el proyectil en llegar al punto “C” es el mismo que demora en caer de “C” a “E”.
- La altura máxima está dada por la expresión:
Ejemplos de Caída Libre
En esta sección te compartiremos algunos ejemplos de caída libre que los podrás descargar gratuitamente en estos formatos que te presentamos a continuación:
Si deseas mas ejemplos similares a estas, mas adelante encontraras ejercicios resueltos de caída libre donde se muestra paso a paso la solución de problemas de caída libre.
Ejercicios de Caída Libre
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Ejercicios Resueltos de Caída Libre
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Ejercicios para Resolver de Caída Libre
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Fórmulas de Caída Libre
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