caída libre

En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo 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 viscosidaddel 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 undisparo vertical; o a satélites no propulsados en órbita alrededor de la Tierra. 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 sustentaciónalar ni de paracaídas durante un cierto trayecto.^1 2

movimiento rectilíneo uniformemente retardado

¿Qué es el movimiento rectilíneo uniformemente retardado?

Antes de responder esa pregunta es necesario partir por lo más básico, que en este caso es: el movimiento.

El movimiento es el cambio de posición a medida que transcurre el tiempo respecto a un sistema de referencia.

Teniendo claro esto, lo siguiente que cabe preguntar es: ¿Qué es un movimiento rectilíneo? Un movimiento rectilíneo, es aquel que se presenta cuando un cuerpo cambia de posición, a mediada que transcurre el tiempo, pero sigue la trayectoria de una línea recta.

Por ultimo, antes de pasar a la pregunta general, hay que saber que es un movimiento rectilíneo uniforme, esto se refiere a que el movimiento presentado, además de ir en línea recta, posee una velocidad igual en cualquier momento que se mida.

Teniendo estos datos, se puede pasar a preguntar ¿Qué es el movimiento rectilíneo uniformemente retardado? Este movimiento, es parte de los M.R.U.V., donde se encuentra también el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, pero la única diferencia que existe es que en este caso, en vez existir una aceleración que aumente la velocidad del móvil, existe una fuerza que lo retarda, es decir, que hace que la velocidad vaya descendiendo.

Por lo tanto, el movimiento rectilíneo uniformemente retardado, es aquel que posee una trayectoria recta, y una velocidad que varía durante el trayecto de forma uniformemente descendiente.

Formulario:

1) d = vº·t - ½·a·t²

2) v = vº - a·t

3) d = (v + vº)÷2 ·t

A partir de la fórmula 2), es posible deducir que:

v = vº - a·t /-vº
v - vº = - (a·t) /÷ t
(v - vº) ÷t = -a /(-1)
(vº - v) ÷t = a

4) a = (vº-v) ÷t

A partir de la fórmula 4), es posible deducir que:

a = (vº - v) ÷t /t
a·t = (vº - v) /a

5) t = (vº - v) ÷a

A partir de la fórmula 3), y sustituyendo t por la fórmula 5), tenemos que:

d = (v + vº)÷2 ·t
d = (v + vº)÷2 · (vº - v) ÷a

6) d = v² - vº² ÷2a

movimiento rectilíneo uniformemente variado

Se denomina así a aquel movimiento rectilíneo que se caracteriza porque su aceleración a permanece constante en el tiempo (en módulo y dirección).

En este tipo de movimiento el valor de la velocidad aumenta o disminuye uniformemente al transcurrir el tiempo, esto quiere decir que los cambios de velocidad son proporcionales al tiempo transcurrido, o, lo que es equivalente, en tiempos iguales la velocidad del móvil aumenta o disminuye en una misma cantidad.

Veamos un ejemplo:

En este caso tenemos un móvil que se mueve horizontalmente describiendo un MRUV en donde en cada segundo el valor de su velocidad aumenta en 2 m/s. Debido a esto, el valor de la aceleración constante con que se mueve el móvil es 2 metros por segundo cuadrado:

a = 2 m/s²

Como en este caso los cambios de velocidad son proporcionales al tiempo transcurrido, podemos construir la siguiente tabla:

De esta tabla concluimos que el cambio de velocidad es igual al producto de la aceleración por el tiempo transcurrido.

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En el ejemplo vemos que el móvil se mueve cada vez más rápido y por tanto las distancias recorridas por el móvil en cada segundo serán diferentes. En este caso:

Como el valor de la velocidad aumenta o disminuye de manera uniforme, el valor medio de la velocidad, en un cierto intervalo de tiempo, es igual al promedio de la velocidad inicial y final en este tramo, es decir la velocidad media será:

y la distancia recorrida se puede determinar multiplicando su velocidad media por el tiempo transcurrido, es decir:

Según esto, la distancia recorrida por el móvil en el 1er segundo se obtiene multiplicando el valor de la velocidad media en este intervalo de tiempo (V_m = 1 m/s) por el tiempo de 1 s. Evaluando tenemos que d₁ = 1 m.

Del mismo modo, la distancia recorrida en el 2do segundo se obtiene multiplicando el valor de la velocidad media en este tramo (V_m = 3 m/s) por el tiempo de 1 s. Evaluando tenemos que d₂ = 3 m.

De manera análoga se demuestra que d₃ = 5 m.

En general, si un móvil parte del reposo y se mueve con MRUV, las distancias recorridas en cada segundo aumenta en la forma que se indica en la figura:

Según esto, cuando un móvil parte desde el reposo las distancias recorridas en cada segundo son proporcionales a los números 1; 3; 5; 7 y así sucesivamente. Estos números se les conoce como números de galileo.

Cuando el móvil no parte del reposo, es decir cuando la velocidad inicial es diferente de cero, las distancias recorridas en cada segundo aumenta en la forma que se indica en la figura:

ECUACIONES DEL MRUV

En estas fórmulas:	Vo	:	Velocidad Inicial (m/s)
	Vf	:	Velocidad Final (m/s)
	a	:	Aceleración (m/s2)
	t	:	Intervalo de Tiempo (s)
	d	:	Distancia (m)

movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.

Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad.

También puede definirse el movimiento como el que realiza una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.

movimiento rectilíneo uniforme

Un movimiento es rectilíneo cuando el cuerpo describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU.

El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:

• Movimiento que se realiza sobre una línea recta.
• Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.
• La magnitud de la velocidad recibe el nombre de aceleracion o rapidez.
• Aceleración nula.

La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la velocidad media velocidad o rapidez por el tiempo transcurrido. Esta relación también es aplicable si la trayectoria no es rectilínea, con tal que la rapidez o módulo de la velocidad sea constante llamado movimiento de un cuerpo.

Al representar gráficamente la velocidad en función del tiempo se obtiene una recta paralela al eje de abscisas (tiempo). Además, el área bajo la recta producida representa la distancia recorrida.

La representación gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo da lugar a una recta cuya pendiente se corresponde con la velocidad.

Por lo tanto el movimiento puede considerarse en dos sentidos; una velocidad negativa representa un movimiento en dirección contraria al sentido que convencionalmente hayamos adoptado como positivo.