Caida Libre y Lanzamiento Vertical

 

 

UNIDAD 3: MOVIMIENTO GUÍA 2: CAIDA LIBRE Y Asignatura: FÍSICA Grado: DÉCIMO Tiempo destinado: 6 horas LANZAMIENTO VERTICAL Estándar:  Establezco relaciones entre las diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos en reposo o en movimiento rectilíneo uniformemente y establezco condiciones para conservar la energía mecánica. Indicador de desempeño:   Interpreta el movimiento de un cuerpo según las condiciones iniciales y la fuerzan neta que actúa sobre él.   Explica el reposo y el movimiento uniforme de un cuerpo.

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Pertenece a: _______________________________ __________________________________________ ___________ fecha de entrega: ______________________________________ ________________________________________ __

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EXPONGAMOS NUESTROS CONOCIMIENTOS Expresa la aceleración de gravedad como un vector La resistencia del aire ¿aumenta o disminuye la aceleración de un objeto que cae? Si se suelta una piedra desde determinada altura: a)¿Aumenta o disminuye su velocidad a medida que cae? b)¿Cuánto varía su velocidad cada segundo de caída? Si se lanza un objeto hacia arriba ¿cuáles serán su velocidad y aceleración en el punto más alto de su recorrido?

FUNDAMENTEMOS NUESTRO CONOCIMIENTO De la siguiente información saque tres características de cada movimiento MOVIMIENTO MOVIM IENTO DE CA DA LIBRE  El movimiento de los cuerpos en caída libre (por la acción de su propio pr opio peso) es una forma de rectilíneo uniformemente acelerado. La distancia recorrida (d) se mide sobre la vertical y corresponde, por tanto, a una altura que se representa por la letra h. En el vacío el movimiento de caída es de aceleración constante, siendo dicha aceleración la misma para todos los cuerpos, independientemente de cuales sean su forma y su peso. La presencia de aire frena ese movimiento m ovimiento de caída y la aceleraci aceleración ón pasa a depender entonces de la forma del cuerpo. No obstante, para cuerpos aproximadamente esféricos, la influencia del medio sobre el movimiento movi miento puede despreciarse y tratarse, en una primera aproximación, como si fuera de caída libre. La aceleración en los movimientos de caída libre, conocida como aceleración de la gravedad, se representa por la letra g y toma un valor aproximado aproximado de 9,81 m/s2 (algunos usan solo el valor 9,8 o redondean en 10). Si elauténtica movimiento considerado el valor de g resulta corresponde a una aceleración. Si, es pordeel descenso contrario, oesdedecaída, ascenso en vertical el valorpositivo de g secomo considera negativo, pues se trata, en tal caso, de un movimiento decelerado. Para resolver problemas con movimiento de caída libre utilizamos las siguientes fórmulas:

MOVIMIENTO DE SUBIDA O DE TIRO VERTICAL Al igual que la caída libre, este es un movimiento uniformemente acelerado. Tal como la caída libre, es un movimiento sujeto a la aceleración de la gravedad (g), sólo que ahora la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto. A diferencia de la caída libre, que opera solo de bajada, el tiro vertical comprende subida y bajada de los cuerpos u objetos y posee las siguientes características: - La velocidad inicial siempre es diferente a cero. - Mientras el objeto sube, el signo de su velocidad (V) es positivo. - Su velocidad es cero cuando cuando el objeto alcanza su altura máxima. - Cuando comienza a descender, su velocidad será negativa. - Si el objeto tarda, por ejemplo, 2 s en alcanzar su altura máxima, tardará 2 s en regresar a la posición original, por lo tanto el tiempo que permaneció en el aire el objeto es 4 s. - Para la misma posición del lanzamiento la velocidad de subida es igual i gual a la velocidad de bajada.

Para resolver problemas con movimiento de subida o tiro vertical utilizamos las siguientes fórmulas:

 

 

RETOMEMOS LO APRENDIDO  Lea, entienda y copie los siguientes ejemplos de caída libre y lanzamiento vertical:  Ejercicio 1  Desde la parte alta de este moderno edificio se deja caer  una  una pelota, si tarda 3 segundos en llegar al piso ¿cuál es la altura del edificio? ¿Con qué velocidad impacta contra el piso? Analicemos los datos que nos dan: Velocidad con que cae Altura del edificio

La pelota se deja caer desde una altura de 44,15 metros e impacta en el suelo con una velocidad de 29,43 metros por segundo. Ejercicio 2  Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota con una velocidad inicial de 30 m/s, calcular: a) Tiempo que tarda en alcanzar su altura máxima, máxi ma, b) Altura máxima, c) Posición y velocidad veloci dad de la pelota a los 2 s de haberse lanzado, d) Velocidad y posición de la pelota a los 5 s de haber sido lanzada, e) Tiempo que la pelota estuvo en el aire desde que se lanza hasta que retorna a tierra. Analicemos datos

Tiempo en que alcanza la altura máxima

Altura máxima

Velocidad y altura a los 2s

Velocidad y altura a los 5s

Ejercicio 3  Un objeto es eyectado verticalmente y alcanza una altura máxima de 45 m desde el nivel de lanzamiento. Considerando la aceleración de gravedad igual a 10 m/s 2 y despreciando efectos debidos al roce con el aire, ¿cuánto tiempo duró el ascenso? Veamos los datos que tenemos: Analicemos los datos que nos dan:

Tiempo que duró el ascenso

 

 

AMPLIEMOS NUESTRO CONOCIMIENTO Ver el link y describir lo que plantea el profesor http://aula.tareasplus.com/Juan-Camilo-Botero/Fisica-Clasica/Movimiento-vertical---Caida-libre http://aula.tareasplus.com/Juan-Camilo-Botero/Fisica-Clasica/Movimiento-vertical---Caida-libre   Analiza la siguiente imagen y diga a qué tipo de movimiento se refiere

Realice los siguientes problemas 1.  Un cuerpo que cae libremente recorre 100m en el último segundo de su caída libre. Hallar desde qué altura ha caído. (R: 551,2 m) 2.  Desde una altura de 180m se deja caer libremente un cuerpo. Calcular: A.  Tiempo que tarda el llegar al suelo (R: 6 s) B.  Rapidez en el instante de llegar al suelo (R: 60 m/s) C.  Lo que ha descendido a los 3 s de iniciar la caída (R: 45m) D.  Altura a la cual se encuentra del suelo a los 3 s. (R: 135m) E.  Rapidez que lleva a los 5 s de iniciar la caída. (R:50 m/s) 3.  Desde una altura de 120 m se deja caer un cuerpo libremente. Calcular, a los 3s. A.  Cuánto ha descendido (R: 45 m) B.  Cuánto le falta por descender (R: 75m) C.  ¿Qué rapidez tiene? (R: 30 m/s) D. tieneencuando ha Descendido 100s)m? (R: 44,72 m/s) E.   ¿Qué Tiemporapidez que tarda descender 60m. (R: 3,46 4.  Se lanza verticalmente y hacia arriba un cuerpo con una velocidad de 100 m/seg. Calcular: A.  Tiempo de vuelo (R: 20 s) B.  Altura máxima (R: 500m) C.  Velocidad a los 14 s. (R: 140 m/s) D.  Distancia recorrida a los 16 s. (R: 320m) 5.  Un astronauta en la luna lanzó un objeto verticalmente y hacia arriba con una rapidez inicial de 16m/s. El objeto tardó 10 s. en alcanzar el punto más alto de su trayectoria. Determina: A.  ¿Cuál es la aceleración de la gravedad en la luna? (R: 1,6 m/s2) B.  ¿Qué altura alcanzó el objeto? (R: 80m) C.  Si el objeto hubiera sido lanzado verticalmente hacia arriba con la misma velocidad, pero en la Tierra, ¿Qué altura habría alcanzado? (R: 12,8 m.) 6.  Desde la azotea de un edificio de 20 m. de altura, se lanza verticalmente y hacia arriba un objeto con velocidad de 40 m/s. Calcular: A.  Tiempo de vuelo (R: 8,47 s)  

B. Velocidad con que llegó al suelo. (R: 44,7 m/s)