Los ejercicios de caída libre constituyen una herramienta esencial en el estudio de la física, ya que permiten explorar y aplicar los principios de la cinemática en un contexto simple pero crucial.

En estos ejercicios, se abordarán situaciones diversas, desde caídas desde alturas variadas hasta lanzamientos verticales ascendentes y descendentes. Se emplearán ecuaciones específicas y principios fundamentales para analizar cómo diferentes condiciones iniciales afectan el comportamiento de los objetos en caída libre.

Responde las siguientes preguntas:

1 Si la dirección positiva se establece hacia arriba, entonces la aceleración es...

1 Sabemos que la aceleración en caida libre es igual a la gravedad, la cual tiene dirección perpendicular a la superficie terrestre

2Como la dirección positiva se estableció hacia arriba, que es contraria a la dirección de la gravedad, entonces la aceleración es negativa.

2En el tiro vertical hacia arriba, la velocidad que alcanza el proyectil en el punto más alto es ...

1 En el tiro vertical hacia arriba, cuando el proyectil alcanza su altura máxima deja de moverse, por lo que su velocidad en esta posición es cero

3En caida libre la aceleración es...

1 En caida libre la aceleración es igual la gravedad, la cual es constante, por ello se concluye que la aceleración también lo es.

4Una piedra se lanza verticalmente hacia abajo desde la parte superior de un acantilado. Si recorre 19.6 metros en 2 segundos, entonces su velocidad inicial es...

1 Elegimos la dirección hacia abajo como positiva

Velocidad inicial de una priedra en caida libre de un acantilado

2 Indicamos los datos conocidos

3Al tratarse de caida libre, la aceleración es igual a la gravedad , la cual es positiva ya que elegimos al inicio que la dirección hacia abajo es positiva

4Como la aceleración es constante, se tiene un problema de MRUA, por ello empleamos la fórmula

5Sustituimos los datos conocidos

5Se deja caer una pelota desde la parte más alta de un edificio. Su velocidad después de un segundo es...

1 Como se deja caer la pelota, su velocidad inicial es cero.

2Al ser un problema de caida libre la aceleración es igual a la gravedad.

3La velocidad inicial aumenta cada segundo que transcurre. Así, la velocidad de la pelota después de 1 segundo es

6Se lanza una pelota verticalmente hacia arriba y tres segundos después alcanza una velocidad de . La velocidad inicial de la pelota es...

1 Elegimos la dirección hacia arriba como positiva

Calcular velocidad inicial a partir de conocer la velocidad en cierto tiempo

2 Indicamos los datos conocidos

3Al tratarse de caida libre, la aceleración es igual a la gravedad , la cual es negativa ya que elegimos al inicio que la dirección hacia arriba es positiva

4Como la aceleración es constante, se tiene un problema de MRUA, por ello empleamos la fórmula

5Sustituyendo los valores conocidos, se obtiene

7Una pelota se lanza verticalmente hacia arriba a una velocidad de . La distancia recorrida desde el inicio hasta el punto más alto de su recorrido es...

1 Elegimos la dirección hacia arriba como positiva y notamos que en el punto más alto su velocidad es cero.

Calculo de velocidad final en tiro vertical

2 Indicamos los datos conocidos

3Al tratarse de caida libre, la aceleración es igual a la gravedad , la cual es negativa ya que elegimos al inicio que la dirección hacia arriba es positiva

4Como la aceleración es constante, se tiene un problema de MRUA, por ello empleamos la fórmula

5Sustituimos los datos conocidos

La pelota recorre 5.10 metros desde su inicio hasta su punto más alto.

8Un objeto se deja caer verticalmente hacia abajo y llega al piso con una velocidad de . El tiempo empleado para su recorrido es...

1 Elegimos la dirección hacia abajo como positiva y notamos que la velocidad inicial es cero

Tiempo de recorrido en caida libre

2 Indicamos los datos conocidos

3Al tratarse de caida libre, la aceleración es igual a la gravedad , la cual es positiva ya que elegimos al inicio que la dirección hacia abajo es positiva

4Como la aceleración es constante, se tiene un problema de MRUA, por ello empleamos la fórmula

5Sustituimos los datos conocidos

9Un objeto se lanza verticalmente hacia arriba desde el suelo. Si alcanza una altura de 28 metros en 2 segundos. La velocidad inicial del objeto es...

1 Elegimos la dirección hacia arriba como positiva

Velocidad inicial conociendo el desplazamiento y el tiempo

2 Indicamos los datos conocidos

3Al tratarse de caida libre, la aceleración es igual a la gravedad , la cual es negativa ya que elegimos al inicio que la dirección hacia arriba es positiva

4Como la aceleración es constante, se tiene un problema de MRUA, por ello empleamos la fórmula

5Sustituimos los datos conocidos

10Una pelota se lanza verticalmente hacia arriba desde el suelo a una velocidad de . La pelota alcanza una altura de 27 metros en...

1 Elegimos la dirección hacia arriba como positiva

Tiempo requerido para un desplazamiento en caida libre

2 Indicamos los datos conocidos

3Al tratarse de caida libre, la aceleración es igual a la gravedad , la cual es negativa ya que elegimos al inicio que la dirección hacia arriba es positiva

4Como la aceleración es constante, se tiene un problema de MRUA, por ello empleamos la fórmula

5Sustituimos los datos conocidos

Utilizando la fórmula cuadrática obtenemos y que corresponde al tiempo en que va subiendo y bajando respectivamente.


Si tienes dudas puedes consultar la teoría

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Gaspar

Soy matemático y es un placer poder compartir mi gusto por las matemáticas.