PROBLEMARIO DE CAÍDA LIBRE

PROBLEMARIO DE CAÍDA LIBRE
1.- Desde el techo de un edificio se deja caer una piedra hacia abajo y se oye el
ruido del impacto contra el suelo 3 s después. Sin tomar en cuenta la
resistencia del aire ni el tiempo que demoró el sonido en llegar al oído,
encuentre:
a) La altura del edificio.
b) La velocidad de la piedra al llegar al suelo.
2.- Se lanza una bola hacia arriba y regresa a su nivel original 4 s después de
haber sido lanzada.
¿A que altura se elevó?
3.- Un muchacho de pie en la orilla superior de un edificio, lanza una bola hacia
arriba con rapidez de 20 m/s.
a) ¿Cuanto tarda en llegar a su punto mas alto?
b) ¿Cuanto tarda en regresar al nivel desde donde se lanzó?
c) ¿A que altura se eleva?
d) ¿Donde se encontrará después de 4 s? ¿Irá hacia arriba o hacia abajo?
4.- Se lanza una pelota hacia abajo desde una azotea con una rapidez de 5 m/s.
La altura desde donde se lanzó es de 100 m.
a) ¿Cuanto tarda en llegar al suelo?
b) ¿Con que velocidad llega?
5.- Un balín de plomo se deja caer a un lago desde un trampolín que está a 4.88 m
sobre el nivel del agua. Pega en el agua con cierta velocidad y después se
hunde hasta el fondo con esa misma velocidad constante. Llega al fondo 5 s
después que se soltó.
a) ¿Que profundidad tiene el lago?
b) ¿Cuál es la velocidad media del balín?
Supóngase que se extrae toda el agua del lago. El balín se arroja desde el
trampolín de manera que llega al fondo en 5 s.
c) ¿Cuál es la velocidad inicial del balín?
6.- Se arroja verticalmente una bola hacia arriba desde el nivel de la calle, junto a
un edificio. La atrapa una persona que está asomada a una ventana, a 6 m
sobre la calle. La velocidad inicial de la bola es de 20 m/s y es atrapada cuando
ya va de caída. Calcule:
a) La altura máxima que alcanza la pelota.
b) El tiempo que permanece en el aire.
c) La velocidad en el momento de ser atrapada.
7.- Los pisos de un edificio se encuentran igualmente espaciados. Cuando se deja
caer una bola desde el último piso, tarda 0.10 s para caer a través de los
últimos tres pisos, cada uno de los cuales tiene una altura de 2 m.
a) ¿Que altura tiene el edificio?
8.- Se deja caer una piedra al agua desde un puente que está a 44 m sobre la
superficie del agua. Otra piedra se arroja verticalmente hacia abajo 1 s después
de soltar la primera. Ambas piedras llegan al agua la mismo tiempo.
a) ¿Cuál fue la velocidad inicial de la segunda piedra?
9.- Se deja caer un objeto desde una ventana en el piso 40 de un edificio de
oficinas, a 144 m sobre el nivel de la calle. En el instante en que se suelta, se
arroja hacia abajo una segundo objeto desde el techo del edificio, a 216 m
sobre el nivel de la calle.
a) Determine la velocidad inicial que debe tener el segundo objeto para que llegue
al suelo en el mismo instante que el primero.
10.- Del problema anterior, suponga que ambos objetos parten del reposo pero en
diferentes momentos.
a) Calcule el tiempo en que debe soltarse el objeto del piso 40 después de soltar
el objeto en el techo, para que ambos toquen tierra al mismo tiempo.
b) Escriba las ecuaciones de movimiento con sus valores numéricos y grafique.
11.- Un globo que asciende verticalmente hacia arriba con una velocidad de 5 m/s.
Suelta un saco de arena en el instante en que está a 20 m sobre el suelo.
a) ¿Cuanto tiempo tardará en llegar al suelo?
12.- Dos cuerpos inician una caída libre, partiendo del reposo y desde la misma
altura con un intervalo de tiempo de 1 s. ¿Cuánto tiempo después de que empieza
a caer el primer cuerpo estarán separados por 10 m?
13.- Una botella se deja caer desde un globo, alcanza el piso en 20 s.
Determínese la altura del globo si:
a) Estuviera en reposo.
b) Si va ascendiendo con una rapidez constante de 50 m/s.
14.- Una persona deja caer una manzana desde el barandal de un puente cuando
la parte frontal de un camión pasa justo debajo de la barda del puente. Si el
vehículo se mueve a 55 km/h y tiene una longitud de 12 m.
a) ¿Cuanto debe de ser la altura de la barda respecto a la parte superior del
camión si la manzana casi toca con el extremo final de éste?
15.- Se tiran dos cuerpos verticalmente hacia arriba, con la misma velocidad de
salida de 100 m/s, pero separados 4 s. ¿Que tiempo transcurrirá desde que se
lanzó el primero para que se vuelvan a encontrar?
16.- Un paracaidista después de saltar de un avión desciende 50 m sin fricción del
aire. Cuando se abre el paracaídas se retarda su caída a razón de 2 m/s2
alcanzando el suelo con una rapidez de 3.0 m/s.
a) ¿Cuál fue el tiempo del paracaidista en el aire?
b) ¿Desde que altura saltó del avión?
17.- Se deja caer un balín de acero de un edificio. Un observador colocado en una
ventana de 4 ft de altura observa que el balín tarda 1/8 s en caer desde la parte
alta a la baja de la ventana. El balín continúa cayendo, sufre una colisión elástica
en el pavimento y reaparece en la parte baja de la ventana 2 s después de que
pasó por allí en su bajada.
a) ¿Cuál es la altura del edificio?
18.- Una piedra se deja caer desde un acantilado y un segundo después se lanza
una segunda verticalmente hacia abajo con una rapidez de 20 m/s.
a) ¿A que distancia por debajo de lo alto del acantilado alcanzará la segunda
piedra a la primera?