COBAEM Física I: 12 Caida Libre y Tiro Vertical

Tanto la Caída Libre como el Tiro Vertical son casos particulares del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Los problemas se piensan de la misma manera y se resuelven de la misma manera. Las ecuaciones son las mismas. Se utiliza un solo valor para la aceleración, que corresponde a la aceleración de la gravedad terrestre, que es igual a 9.81 m/s², y está representada por la letra g. Los gráficos son los mismos entre la aceleración de la gravedad, la velocidad y la distancia respecto del tiempo son los mismos.

La Caída Libre y el Tiro Vertical no son un tema nuevo, son sólo la aplicación del tema anterior. El que sabe de MRUA, sabe de Caída Libre y de Tiro Vertical.

Caída Libre

Casi todos sabemos que todos los objetos, cuando se sueltan, caen hacia la Tierra con aceleración casi constante, al respecto existe una leyenda según la cual fue Galileo quien descubrió tal hecho al observar que dos diferentes pesas dejadas caer simultáneamente desde la inclinada Torre de pisa golpeaban el suelo casi al mismo tiempo.

En este movimiento (que cae en tiro) el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical y con sentido hacia a abajo o hacia la tierra.

Tiro Vertical

Corresponde al movimiento en el cual se lanza un objeto en línea recta hacia arriba con una velocidad inicial, y que luego regresa a en línea recta hacia abajo.

Lo que diferencia a la caída libre del tiro vertical es que el 2° comprende subida y bajada mientras que la caída libre únicamente contempla la bajada de los cuerpos.

Al igual que la caída libre, es un movimiento sujeto a la aceleración gravitacional solo que ahora la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto. El tiro vertical comprende subida y bajada de los cuerpos tomando en consideración lo siguiente:

a) Si el movimiento es de subida, la velocidad inicial nunca es cero.

b) Cuando el objeto alcanza su altura máxima, su velocidad en este punto es cero.

c) Mientras el objeto se encuentra de subida, el signo de aceleración es negativo; la velocidad es cero en su altura máxima y cuando comienza su descenso el signo de la aceleración es positivo.

d) Un objeto tarda el mismo tiempo en subir que en bajar al mismo punto de lanzamiento, ejemplo: si el objeto tarda 2s en alcanzar su altura máxima tardará otros 2 segundos en regresar en la posición original, por lo tanto el tiempo que permaneció en el aire son 4s.

e) Para la misma posición de lanzamiento, la velocidad de subida es igual al de bajada.

Características Generales:

En ambos casos se toman en cuenta las velocidades iniciales y las distancias, pero no intervienen el peso o la masa para calcular la altura o el tiempo.

Debería importar la forma de los objetos con el fin de calcular el rozamiento con el aire (que ejerce una fuerza), pero no lo consideramos en estos ejercicios.

En los dos casos las fórmulas a utilizar son:

Donde:

V_o = Velocidad inicial (m/s)

V_f= Velocidad final (m/s)

t = Tiempo (s)

h = Altura (m)

g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/s²)

En la resolución de problemas es conveniente, si fuera necesario, dividir el movimiento en dos partes: movimiento de subida y movimiento de bajada para un mejor análisis del problema.