ECUACIONES DE LA CAIDA LIBRE.- Las formulas empleadas son las mismas que el MRUV, ya que la caída libre pertenece a tal movimiento.

 

a)    Cuando existe velocidad inicial.- Es decir, cuando un cuerpo es arrojado hacia abajo, las ecuaciones son las mismas que en el movimiento uniformemente variado pero la aceleración es reemplazada por la gravedad y el espacio por la altura:

 

v_f= v_o + a.t                              v_f= v_o + g.t

v_f²= v_o² + 2ae                        v_f²= v_o² + 2gh

e= v_ot + a.t²/2                        h= v_ot + g.t²/2

 

                b)    Cuando no existe velocidad inicial.- Es decir, cuando un cuerpo cae sin ser arrojado.

v_f=   a.t                                   v_f=   g.t

v_f²=  2ae                                v_f²=   2gh      

e=   a.t²/2                               h=   g.t²/2     

 

 

VELOCIDAD LIMITE DE CAÍDA.- Es aquel movimiento que tienen los cuerpos que caen a la superficie de la tierra o, la velocidad límite de caída es aquella velocidad que resulta cuando la resistencia del aire anula a la aceleración de la gravedad, siendo a partir de ese instante un movimiento aproximadamente uniforme.

 

¿A qué fuerzas está sometido un objeto que cae en el aire?

Por una parte está la fuerza con que lo atrae la Tierra, el peso, y por otra, la fuerza de resistencia que ejerce el aire(1)

Si la caída no es muy prolongada, se puede considerar que el peso se mantiene constante. La resistencia del aire, sin embargo depende de la velocidad de caída. Cuanto mayor sea esta, mayor es la fuerza con que el aire frena la caída del objeto. Una consecuencia de lo anterior es que la fuerza neta que actúa sobre el objeto se hace cada vez más pequeña. En el momento en que la resistencia iguala a peso, la fuerza neta es nula y a partir de aquí, la velocidad se mantiene constante. A esta velocidad se le denomina velocidad límite o terminal. En la tabla se muestran las velocidades límites que alcanzan algunos objetos cuando caen en el aire.

Una vez que el objeto alcanza la velocidad límite, ya no importa el tiempo que continúe cayendo, llegará al suelo con esa velocidad.

La altura de un piso 50 es suficiente para que se alcance la velocidad límite, por tanto, caer desde una altura mayor no supone ningún aumento de la velocidad con que se llega al suelo.

 

(1)  También actúa una fuerza de empuje, que en general es muy pequeña, y que de todas formas, no afecta al razonamiento. Se puede incluir, considerando el peso aparente (Peso - Empuje) en lugar del peso

 

 

Con el paracaídas abierto en 2 s se alcanza la velocidad límite, mientras que con el paracaídas cerrado se necesitan unos 15 s.

 

MOVIMIENTO ASCENSIONAL.- El movimiento ascensional es uniformemente retardado, porque un cuerpo que asciende (o sube hacia arriba) lo hace por efecto de un impulso que le imprime una velocidad inicial y a la vez la aceleración de la gravedad se opone a ese movimiento.

            Dos ecuaciones son importantes en el movimiento ascensional:

 

Tiempo máximo.- Se calcula en:

 

t_m = v₀/g

 

Altura máxima.- La altura máxima alcanzada por un cuerpo con movimiento ascensional se calcula en:

 

h_m = v₀²/2g

 

TIRO VERTICAL.- Es el movimiento tanto hacia arriba como hacia abajo, cuando al cuerpo (objeto o móvil) se le imprime una velocidad inicial.

En este tipo de movimiento se considera a la gravedad un valor positivo cuando el tiro es hacia abajo y negativo cuando el tiro es hacia arriba.

Las fórmulas son las mismas que para el M.R.U.V con velocidad inicial, donde se reemplaza altura (h) en vez de espacio y la gravedad en vez de aceleración.