CAIDA LIBRE

• COMPETENCIA: Competencia Indaga mediante métodos científicos para construir
conocimientos
• PROPÓSITO DE LA SESIÓN: formula preguntas de indagación, teniendo en cuenta
las tres variables físicas: independiente dependiente e interviniente, las
relaciona entre si formula hipótesis y las comprueba utilizando las fórmulas
Caída Libre las contrasta con las hipótesis, concluye y comunica el resultado.
TEMA: MOVIMIENTO VERTICAL - CAÍDA LIBRE (C.L.)
SITUACIÓN SIGNIFICATIVA
El británico Isaac Newton (1642-1727)
es uno de los grandes nombres de la
ciencia de todos los tiempos estableció
las bases de las leyes de la gravitación
universal.
En 1666 se dice que Isaac Newton
concibió su ley de la gravitación universal
estando a la sombra de un manzano.
Mientras descansaba plácidamente, la
caída de una manzana le hizo reflexionar
sobre la causa que la provocaba. “¿Por qué esa manzana
siempre desciende perpendicularmente hasta el suelo?”, se
preguntó. Finalmente, llegó a la conclusión de que era una fuerza,
la misma que mantenía a la Luna en órbita en torno a la Tierra.
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO VERTICAL O
CAÍDA LIBRE:
La trayectoria que recorre es una línea recta vertical,
despreciar la resistencia del aire.
Recorre alturas diferentes en tiempos iguales.
La velocidad aumenta o disminuye por acción de la
gravedad.
La gravedad en la Tierra es 9,8m/s2, en la Luna es de
1,62m/s2, en Marte es de 3,711m/s2, en Júpiter es de
24,79m/s2.
Si el móvil cae libremente su velocidad inicial es igual a
cero.
Cuando el móvil es lanzado verticalmente hacia ARRIBA o
verticalmente hacia ABAJO su velocidad inicial es diferente
de cero.
Si el móvil alcanza su altura máxima (Hmax) su velocidad
final (VF) es igual a cero.
Con la misma velocidad de lanzamiento regresa al piso.
i.
El tiempo de vuelo (Tv), es el tiempo que el cuerpo tarda en
el aire desde el despegue hasta que regresa al piso. TV
=TSubida + TBajada
TIPOS DE MOVIMIENTO VERTICAL
1.
MOVIMIENTO ACELERADO (+g)
Cuando el móvil esta de bajada entonces la
velocidad y la aceleración de la gravedad
tienen el mismo sentido por tanto la velocidad
aumenta por acción de la gravedad, el signo
es positiva.
2.
MOVIMIENTO DESACELERADO (-g)
Cuando el móvil esta de subida entonces la
velocidad y la aceleración de la gravedad tienen
sentidos contrarios por tanto la velocidad
disminuye por acción de la gravedad, el
signo es negativo.
FÓRMULAS:
6. Altura Máxima
VF = VO + g T
HMAX = VO2
VF2 = VO2 + 2gh
2g
2
7.
Tiempo
de
vuelo
h = VO T + gT
TV = 2VO
2
g
h = (VO + VF) T
8.
Tiempo
de
subida o
2
2
2
bajada
h = VO(T›-T‹) + g (T› -T‹ )
TS = VO
2
g
1.
2.
3.
4.
5.
Datos de Caída Libre
h = altura
T = tiempo
V0 = velocidad inicial
VF =velocidad final
g = aceleración de la gravedad
Unidades
cm, m, km, pie…
s,min,h…
cm/s, m/s, m/min, km/h,
pie/s…
9,8m/s2
LOS NÚMEROS DE GALILEO GALILEI
RESOLVEMOS EL SIGUIENTE CASO
Caso 1.- Si sueltas una hoja de papel y un cuaderno al mismo
tiempo existen 2 posibilidades: a) Uno de ellos cae primero y
b) los dos caen juntos explica el por qué en cada
posibilidad.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Caso 2.-La pulga es un insecto de aproximadamente 3mm de
longitud y puede saltar hasta 100 veces su altura en dirección
vertical y unos 30 cm en dirección horizontal. La pulga durante
el salto realiza dos movimientos uno acelerado y otro
desacelerado. ¿podrías decir en qué momento del salto de la
pulga es acelerado y en qué momento desacelerado por
qué?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2. Datos del problema:
5.
3. Formula el problema a indagar de los datos obtenidos
conociendo su altura máxima alcanzada de 30cm durante el
salto y la gravedad del lugar.
a. ¿Cuál es la velocidad de lanzamiento de la pulga para
alcanzar una altura 30cm?
b. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dos objetos comienzan una caída libre desde el reposo
partiendo de la misma altura con 1 segundo de diferencia.
¿En cuánto tiempo después de que el primer objeto
comenzó a caer estarán los dos objetos separados a una
distancia de 10 m?
a) 1 s
b) 2
c) 0,5 d) 1,5
e) 2,5
TAREA DOMICILIARIA
1.
4. De la pregunta a) ¿Cuál es la velocidad de lanzamiento de
la pulga para alcanzar una altura 30cm?
Hallar “h” si el tiempo total de vuelo es de 10 segundos.
a) 25 m
V0= 30m/s
b) 200
c) 100
d) 50
e) 20
h
Identifica las tres variables:

V. Independiente (causa):
_______________________________________

V. Dependiente (efecto):
_______________________________________

Intervinientes (no es causa ni efecto):
_______________________________________
5. FORMULE DOS HIPÓTESIS: utilizando las dos variables
.
a) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------b) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6. Utilizando las fórmulas de caída libre comprobar la hipótesis y
socializar en el grupo.
2.
Si se lanza un objeto verticalmente hacia arriba. ¿Qué
velocidad tendrá cuando le falta 20 m para llegar al punto
más alto de su trayectoria?
a) 10 m/s b) 20 c) 5 d) 1,5 e) 30
3.
Un objeto es soltado en el vacío y recorre 35 m en su último
segundo de caída libre. Calcular desde que altura fue
soltado.
a) 70 m b) 75 c) 80 d) 60
e) 125
4.
Una pelota cae verticalmente desde una altura de 80 m y al
chocar con el piso se eleva con una velocidad que es 3/4 de
la velocidad anterior al impacto. Calcular la altura que
alcanza después del impacto.
a) 45 m b) 46
c) 48
d) 52
e) 60
5.
Un objeto se suelta des de lo alto de un edificio, si se sabe
que demora en llegar al piso 6 segundos. Determinar la altura
recorrida en el último segundo.
a) 25 m b) 65
c) 35
d) 55
e) 45
6.
Un observador situado a 30 m de altura ve pasar un cuerpo
hacia arriba y 4 segundos después lo ve pasar hacia abajo.
¿Cuál fue la velocidad inicial del cuerpo?
a) 10 m/s b) 10 √10
c) √10 d) 2 √10 e) 100
7.
Un cuerpo es soltado desde una altura de 180m hallar su
velocidad cuando esta llega al piso y el tiempo empleado
a) 60 m/s; 6 s
b) 40; 4 c) 80; 10 d) 50; 10
e)
70; 6
8.
Un proyectil es lanzado verticalmente hacia arriba con 40 m/s
de rapidez inicial. ¿A qué altura se encontrará del nivel de
lanzamiento después de transcurrir 6 s?
a) 80 m
b) 100 c) 55 d) 45
e) 60
9.
En un mismo instante que un cuerpo es dejado caer des de
una altura de 84 m, una piedra es lanzada verticalmente
hacia arriba con una velocidad inicial de 12 m/s. Calcular el
tiempo que demoran en encontrarse.
a) 12 s b) 7 c) 6 d) 4
e) 3
EJERCICIOS DE APLICACIÓN
1.
Use g= 10m/s2
Un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba
con una
velocidad de 50m/s. calcular:
a) La altura máxima alcanzada.
b) La velocidad en el momento que alcanza su altura
máxima
c) El tiempo de vuelo.
d) La velocidad con que llega al piso.
2. Un cuerpo es lanzado verticalmente hacia abajo con una
velocidad de 50m/s.
a) ¿Desde qué altura fue lanzada si demoro 5s en llegar al
piso?
b) ¿Qué altura recorre en el 5to segundo de su caída?
c) Con que velocidad llega al piso.
3. Un cuerpo cae libremente.
a)
b)
c)
d)
I) 4 s
4.
Calcular ¿De qué altura cae si demoro 4s en llegar al
piso?
La altura en los 2 primeros segundos de su caída
La altura en 2do segundo de su caída
La velocidad con que llega al piso.
II) 8
III) 10
IV) 6
V) 12
Hallar el tiempo que permanece en el aire el proyectil.
10. Desde una altura de 150 m se lanza hacia arriba un objeto
con una velocidad de 35 m/s. Calcular el tiempo que demora
en chocar con el piso.
a) 10 s
b) 15
c) 3 d) 7
e) 8
11. Un paquete ubicado a 70m del piso es lanzado verticalmente
hacia arriba con velocidad de 20m/s. Determinar a qué altura
se encontrará luego de 2s.
a) 90 m b) 50 c) 10 d) 70 e) 120
V0=60 m/s
a) 4 s
b) 8
c) 10
d) 6
e) 12
12. Hallar el tiempo que permanece en el aire el proyectil que es
lanzado con una velocidad de 80m/s.
a) 4 s
b) 8
c) 10
d) 6
e)16