CIENCIAS DEL MOVIMIENTO… Parte 2: Caída libre y Lanzamiento vertical
Hola querida comunidad de Hive reciban todos un cordial saludo, hoy continuamos con el desarrollo de la serie sobre el movimiento en este caso les escribiré sobre caída libre y lanzamiento vertical.
Imagen realizada con la página web de diseño gráfico y composición de imágenes Canva
En la sección anterior se pudo comprender el concepto de movimiento, una definición bastante compleja a pesar de definirse en escasas palabras, analizamos el estudio del mismo en dirección horizontal atendiendo a tres tipos de movimiento: Rectilíneo uniforme, rectilíneo uniformemente acelerado y el retardado. Un ejemplo muy común del movimiento acelerado son los objetos en caída libre.
Cuando soltamos algún objeto desde nuestras manos o vemos caer una fruta desde un árbol, estamos en presencia de una caída libre, pero estamos tan acostumbrados a ver este tipo de situaciones, que muchas veces no nos damos cuenta de ello, o mejor dicho no nos tomamos el tiempo para analizar que sucede cuando algo cae. Si se lanza un cuerpo verticalmente hacia arriba, tenemos la plena seguridad de que ese cuerpo volverá a bajar al mismo sitio desde donde fue lanzado, nuestra intuición nos dice que “todo lo que sube tiene que bajar”, aunque puede que eso no se cumpla, por ejemplo si se lanza un cohete, este puede alejarse del planeta tierra y, quizás no regrese de nuevo.
Pero ¿Cuál es la causa por la que un objeto que es lanzado hacia arriba vuelve a caer? Actualmente, que es por la llamada fuerza de gravedad, la cual actúa sobre cualquier objeto cercano a la superficie terrestre, dicha fuerza produce una aceleración, podría decirse que es constante denominada aceleración gravitacional o como comúnmente la llamamos, gravedad (g), la cual obliga a que cualquier objeto lanzado hacia arriba a volver al sitio donde fue lanzado.
Analizando un objeto en caída libre, que se deje caer desde una altura x, al comienzo del descenso el movimiento es acelerado, siendo la velocidad muy pequeña y como consecuencia de ello lo será la resistencia del aire. A medida que la velocidad aumenta, también lo hace la resistencia del aire, por lo tanto, la aceleración va disminuyendo gradualmente hasta llegar al momento en el que la resistencia y el peso tienen el mismo valor. Despreciando la resistencia del aire y los cambios que pueden producir en la aceleración se puede definir la caída libre como: El movimiento en dirección vertical con aceleración constante realizado por un cuerpo cuando se deja caer en el vacío Brett y Suárez (2000).
Los cuerpos en caída libre tienen una aceleración dirigida hacia abajo, y su valor depende del lugar donde se encuentren.
Para el estudio y la resolución de problemas sobre caída libre utilizamos la velocidad inicial nula (Vo = 0), pero también existe el caso cuando lanzamos un cuerpo verticalmente hacia arriba, donde es necesario proporcionarles una velocidad inicial (Vo ≠ 0). El lanzamiento vertical se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), en el que la aceleración coincide con la gravedad.
Para el estudio del movimiento en lanzamiento vertical, básicamente se utiliza un sistema referencia donde el origen de coordenadas se encuentra en el pie de la vertical del punto desde el que lanzamos el cuerpo y consideraremos el sentido positivo del eje y apuntando hacia arriba.
Ahora tendremos la resolución físico matemático mediante dos problemas donde se presentarán caída libre y lanzamiento vertical.
1) En lo más alto de un árbol de mangos aproximadamente se encuentra un joven degustando de esta extraordinaria fruta, al chico se le cae un mango libremente. ¿Cuál es la altura de la cual el joven dejo caer mango, de manera tal que tardo 4 s en llegar al suelo.
Análisis: el joven dejo caer el mango desde una altura de 78,4 metros y el mismo llego al suelo en 4 segundos
2) Un niño que se encuentra jugando pelota con sus compañeros en el patio de su escuela, lanza verticalmente hacia arriba la pelota con una velocidad de 24.4 m/s. ¿En cuánto tiempo la pelota alcanzara la altura máxima? ¿Cuál es la altura máxima alcanzada por la misma?
Análisis: La pelota lanzada por el niño tardara aproximadamente 2.4 segundos en alcanzar una altura de 29,7 metros, es decir, su altura máxima.
Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y una vez más los invito a dejar sus comentarios, opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico.
Lo que sabemos es una gota de agua; lo que ignoramos es el océano. Isaac Newton
Brett, E & Suárez, W. (2000). Teoría y práctica de física. Caracas: Distribuidora escolar, S.A.
Figueroa, D. (2006). Cinemática. Caracas: Douglas Figueroa.
Figueroa, J. (2009). Física, Texto y problemario. Caracas: Ediciones CO-BO.
Vértiz, E. (2019). Caída libre. [Documento en línea]. Pachuca de Soto: Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo Disponible: https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/prepa2/2019/VertizAguirre-Ernestina-Caida%20libre.pdf [Consulta 2020. Octubre 5]
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Saludos, buen abordaje de las leyes del movimiento vertical. Hace no mucho lo empleé para conocer la profundidad de un pozo de agua, dejando caer una piedra y midiendo el tiempo en que tarda en llegar al agua. También tomé en cuenta la velocidad del sonido que es de 330 m/s si no me equivoco, pero la diferencia no era muy significativa.. felicidades por tu contenido, buen trabajo.
Gracias @acont definitivamente muchas son las aplicaciones del movimiento, esta presente en todo y sus principios son utilizados en diversas carreras y mas aún en las de ingeniería.
Gracias por compartir tan nutrido y entretenido contenido, éxitos.
Hola estimado @rbalzan gracias por su comentario, me alegra que le guste esta serie que comenzado sobre las ciencias del movimiento, continuaré con el por varias publicaciones más. Saludos