lunes, 1 de diciembre de 2014


CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL
Antes que nada les dejo las ecuaciones que se utilizaran para resolver dichos ejercicios: 

Yf = Yi + Vi . ▲t + 1/2.g.(▲t)² 

Vf² = Vi² + 2.g.▲y 

g= (Vf - Vi) / ▲t
Las fórmulas que uso yo son esas pero podes despejar y usar como mas cómodo y conveniente sea. Todo según que tipo de ejercicio se quiere resolver.
CÓMO RESOLVER PROBLEMAS DE CAÍDA LIBRE y TIRO VERTICAL
Hago un esquema de lo que pasa. Sobre ese esquema tomo un eje vertical y. 
Este eje lo puedo poner apuntando para arriba o para abajo
fisica
Sobre este esquema marco los sentidos de Vi y de g. Si Vi y g apuntan en el mismo 
sentido del eje y, serán (+) .Si alguna va al revés del eje y será (-) .( como en el 
dibujo). El eje horizontal x puedo ponerlo o no. No se usa en estos problemas pero 
se puede poner. 
La aceleración del movimiento es dato. Es la aceleración de la gravedad ( g)
El valor verdadero de g en La Tierra es 9,8 m/s² 
Para caída libre y tiro vertical tengo siempre 2 ecuaciones: La de posición y la de 
velocidad. Estas 2 ecuaciones son las que tengo que escribir.También puedo poner 
la ecuación complementaria que me puede llegar a servir si el tiempo no es dato. 

Las ecuaciones las mencioné arriba, pero si son colgados.. acá se las vuelvo a dejar: 

Yf = Yi + Vi . ▲t + 1/2.g.(▲t)² 

Vf² = Vi² + 2.g.▲y 

g= (Vf - Vi) / ▲t 

Caída libre

Caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de uncampo gravitatorio. Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo, es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables.
El concepto es aplicable también a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la acción desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o a cualquier objeto (satélites naturales o artificialesplanetas, etc.) en órbita alrededor de un cuerpo celeste. Otros sucesos referidos también como caída libre lo constituyen las trayectorias geodésicas en el espacio-tiempo descritas en la teoría de la relatividad general.
Ejemplos de caída libre deportiva los encontramos en actividades basadas en dejarse caer una persona a través de la atmósfera sin sustentación alar ni de paracaídas durante un cierto trayecto.

La caída libre como sistema de referencia

Un sistema de referencia ligado a un cuerpo en caída libre puede considerarse inercial o no inercial en función del marco teórico que se esté usando.
En la física clásica, la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre una masa es proporcional a la intensidad del campo gravitatorio en la posición espacial donde se encuentre dicha masa. La constante de proporcionalidad es precisamente el valor de la masa inercial del cuerpo, tal y como establece el principio de equivalencia. En la física relativista, la gravedad es el efecto que produce sobre las trayectorias de los cuerpos la curvatura del espacio-tiempo; en este caso, la gravedad no es una fuerza, sino una geodésica. Por tanto, desde el punto de vista de la física clásica, un sistema de referencia en caída libre es un sistema acelerado por la fuerza de la gravedad y, como tal, es no inercial. Por el contrario, desde el punto de vista de la física relativista, el mismo sistema de referencia es inercial, pues aunque está acelerado en el espacio, no está acelerado en el espacio-tiempo. La diferencia radica en la propia definición de los conceptos geométricos y cinemáticos, que para cada marco teórico son completamente diferentes.

Ecuación del movimiento

La fuerza \mathbf{F} que actúa sobre un cuerpo es igual al producto de su masa m\, por la aceleración que adquiere. En caída libre sólo intervienen el peso \mathbf{P} (vertical, hacia abajo) y el rozamiento aerodinámico \mathbf{f}(v) en la misma dirección, y sentido opuesto a la velocidad. Dentro de un campo gravitatorio aproximadamente constante, la ecuación del movimiento de caída libre es:

\mathbf{F} = 
\mathbf{P}+\mathbf{f}  = 
-mg {\mathbf{j}} - f\frac{\mathbf{v}}{v} =
m\frac{d\mathbf{v}}{dt}
La aceleración de la gravedad g\, lleva signo negativo porque se toma el eje vertical como positivo hacia arriba.

Tiro VerticalTiro Vertical

El tiro vertical corresponde al movimiento en el cual se lanza un objeto en línea recta hacia arriba con una velocidad inicial.




Altura Máxima: El único instante donde la velocidad es nula es cuando alcanza la altura máxima, si el objeto o móvil fue lanzado hacia arriba. Es el punto donde el objeto se detiene y comienza el descenso.
Ecuaciones para el caso de calcular la altura máxima:
1)
Máxima = y0 + v0.t + ½.g.t²
Ecuación de posición
2)
0 = v0 + g.t
Ecuación de velocidad
3)
0 = v0² + 2.g.Δy

Velocidad Inicial: Una particularidad del tiro vertical es que un objeto lanzado hacia arriba con una determinada velocidad inicial, al regreso y pasando por el mismo punto de partida, posee el mismo valor de velocidad pero con sentido contrario al del lanzamiento.
Ejes convenientes para graficar el movimiento de tiro vertical
El valor de la aceleración de la gravedad depende del paralelo (latitud) en que se determine dicho valor. En el ecuador (latitud = 0) la aceleración es igual a “9,78049 m/s²”, la aceleración promedio es de 9,81 m/s², es usual usar un valor de 10 m/s² para agilizar la resolución de ejercicios.

Ejes convenientes para graficar el movimiento:










Orientación de los vectores y selección de los signos de las variables según la dirección del movimiento:
Lanzamiento hacia ...
Velocidad inicial
Aceleración (g)
Vector
Signo
Vector
Signo
Arriba
+
-
Abajo
-
-