1.2 Caída libre
Actividad de Lectura
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Lanzando una pelota de ping-pong
Un tipo de movimientos que seguro que conoces son los movimientos verticales: la caída libre y el lanzamiento vertical. Lanza una pelota de ping-pong verticalmente hacia arriba y describe cualitativamente cómo crees que es su movimiento hasta que vuelve a tu mano (¿velocidad constante?, ¿aceleración? ...).
Actividad de Lectura
La torre Eiffel
Ahora vas a utilizar el simulador de caída libre: ponlo en marcha y anota los resultados en una tabla, haciendo la representación gráfica correspondiente. ¿La pelota cae a velocidad constante? Calcula la velocidad media en cada intervalo de 50 metros. ¿A qué conclusiones llegas?
Actividad de Lectura
Cronofotografía
Mediante este otro simulador de caída libre podrás medir bastante bien el tiempo de caída libre desde un metro hasta el suelo, e incluso desde alturas menores. Solamente tienes que subir la bola hasta la altura que quieras (el centro de la bola a la altura deseada) y soltarla. En las gráficas verás la evolución de la distancia recorrida desde esa altura y la velocidad de la pelota. Haz el experimento con alturas de 0,25 m, 0,50 m, 0,75 m y 1,0 m y responde justificadamente a las cuestiones siguientes:
a) Le cuesta el doble de tiempo recorrer el doble de distancia.
b) La velocidad de caída aumenta regularmente.
c) Cuando ha recorrido el doble de distancia, la velocidad también es doble.
Actividad
La aceleración de la gravedad
Cuando un cuerpo de tamaño pequeño y forma aerodinámica experimenta una caída libre cerca de la superficie de la Tierra, su velocidad aumenta en 9,81 metros por segundo en cada segundo. A efectos de estimaciones de cálculo, puedes considerar que el aumento es de 10 metros por segundo en cada segundo (10 m/s2). Es decir, como al soltarla lleva una velocidad nula, al cabo de un segundo su velocidad será de 10 m/s, al cabo de otro segundo (2 s), de 20 m/s, un segundo después (3 en total), de 30 m/s, y así sucesivamente.
Este es un dato experimental, y que como verás más adelante al ver las fuerzas gravitatorias, no es constante: dependiendo de dónde se produzca la caída libre, el valor es diferente (no es lo mismo en el Ecuador que en los Polos, aunque la diferencia es pequeña, ni en la Tierra o en la Luna, donde la diferencia es muy apreciable).
Ejemplo o ejercicio resuelto
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La velocidad de impacto con el suelo
Cuando un cuerpo cae libremente desde 20 metros de altura, tarda aproximadamente 2,0 s en impactar con el suelo. Calcula su velocidad en ese momento medida en km/h, considerando que g tiene un valor de 10 m/s2.