UNIVERSIDAD CATOLICA SAN PABLO FACULTAD DE INGENERIA CIVIL INFORME DE INVESTIGACION CAIDA LIBRE PRESENTADO POR: DOCENTE: JUAN CARLOS GRANDE CCALLA "El alumno declara haber realizado el presente trabajo de acuerdo a las normas de la Universidad Católica San Pablo” 1 RESUMEN 2 Hace mucho tiempo, en el año 55 AC, el poeta y filósofo romano Lucrecio explicó 3 que la velocidad de los objetos en caída se reduce solo mediante resistencia hidrodinámica o aerodinámica y que los cuerpos livianos caen más lentamente por ese motivo, pero que todos los cuerpos deben caer a la misma velocidad en vacío. Según la opinión del filósofo griego Aristóteles (384-322 AC), los cuerpos pesados deben caer al suelo más rápidamente que los livianos, ya que se hunden en el agua mientras que los más livianos se elevan. Recién en 1554, Giovanni Battista Benedetti (1530-1590) refutó la hipótesis de Aristóteles. Demostró que dos esferas idénticas conectadas con firmeza entre sí mediante una varilla (sin masa) caen a la misma velocidad. La idea de que el cuerpo se mueve a una velocidad constante al caer también proviene de Aristóteles. Recién en 1590, Galileo Galilei (1564-1642) presentó las leyes de la caída libre: En vacío, todos los cuerpos caen a la misma velocidad, independientemente de su forma, composición o masa. Su caída libre es proporcional al tiempo de la caída, mientras que la distancia de la caída es proporcional al cuadrado del tiempo de la caída. Esto significa que la aceleración es igual para todos los cuerpos en el mismo punto. En 1659, Robert Boyle confirmó mediante experimentos que los cuerpos con masas diferentes caen a la misma velocidad en vacío. Para ello, estuvo semanas tirando distintos objetos desde la Torre inclinada de Pisa. Con los distintos lanzamientos comprobó que, independientemente de su masa, tamaño y forma, los objetos tardaban el mismo tiempo en llegar al suelo cuando se lanzaban desde la misma altura (Alike). INTRODUCCIÓN 4 5 En física, se llama caída libre para los movimientos del cuerpo bajo la acción 6 exclusiva de los campos de gravedad; ya que en este movimiento es donde se cae un objeto desde una cierta altura y cuando cae, no hay resistencia ni elementos que aparezcan en el camino para interferir. por esta razón se llama "libre". Esta definición formal no incluye todas las caídas reales que están influenciadas por un nivel más grande o más pequeño por la resistencia al aire aerodinámica, así como otras que ocurren en el fluido, los efectos moderados de la viscosidad generalmente no son despreciables ;sin embargo, este concepto también se puede aplicar a objetos que están en movimiento vertical hacia arriba. A menudo se refiere al lenguaje cotidiano como una caída libre, aunque el efecto de la densidad media generalmente se desata la gravedad como un tiro vertical o como a cualquier objeto en órbita alrededor de la Tierra (satélites naturales o artificiales, planetas, etc.). Otros eventos, también conocidos como caída libre, son trayectorias geodésicas en el espacio-tiempo explicandolo en la relatividad general.Un ejemplo de caída libre se encuentra en actividades en las que una persona cae por el aire sin caer. Elevación de ala de distancia fija o elevación de paracaídas. I. OBJETIVOS: 1. Comprender el concepto de caída libre y su presencia en la vida diaria, así como conocer experimentos que lo demuestran. 2. Estudiar la teoría referente al tema de Caída Libre y explicar la relación con el Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (M.R.U.A). 7 3. Realizar dos montajes experimentales tomando en cuenta dos alturas diferentes, donde la primera altura va a ser medida y la segunda altura va a ser calculada. II. MARCO TEORICO: La caída libre es un caso especial de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado que permite que los objetos caigan libremente cerca de la superficie de un planeta. Según Rosa María Fernández (2009), un objeto que cae se mueve en línea recta vertical en el vacío con una aceleración constante llamada gravedad, lo que hace que el módulo de velocidad aumente constantemente durante la caída. Ella nos mostró que el movimiento constante en línea recta es similar a la caída libre porque tienen la misma velocidad constante. A medida que el cuerpo cae, el cuerpo aumenta constantemente la aceleración debida a la gravedad. El estudio de las propiedades del movimiento de los objetos debe comenzar con el estudio de la caída libre. María Laura Gonzales (2008) dice que el ejemplo más común de movimiento de aceleración constante es un objeto que cae hacia la Tierra. Cuando un objeto cae desde un lugar alto, inicialmente debe acelerar de manera uniforme y la velocidad es muy baja, por lo que la resistencia del aire también es muy baja. Cuando un objeto cae desde una altura sobre la que actúa la gravedad, se llama caída libre y su velocidad inicial es cero. La caída libre solo se ve afectada por la gravedad. A esto se le llama aceleración de la gravedad. Se define como el cambio de velocidad experimentado por un objeto durante la caída libre. El valor de la aceleración experimentada por cualquier masa sometida a una fuerza constante depende de la fuerza de esa fuerza, que en el caso de un cuerpo que cae no es más que la fuerza gravitatoria de la tierra. Julio Zanoya (2007). En caída libre ideal, suponga que no hay resistencia del aire. Los experimentos de Galileo demostraron que, en estas condiciones, todos los cuerpos que caen están sujetos a la misma aceleración constante hacia abajo. También demostró que ambos objetos caen por igual en el vacío. La caída libre y el tiro ascendente de un objeto son movimientos rectilíneos uniformemente variables y sus ecuaciones son las mismas que M.R.U.V., donde la aceleración es la aceleración debida a la gravedad (g). Suponga que la resistencia del aire es cero. Ángel Cabrera 2008. La 8 caída libre es un movimiento enteramente bajo la influencia de la gravedad. Todos los objetos en este movimiento tienen una aceleración hacia abajo, cuyo valor depende de su ubicación, por ejemplo, en la Tierra es de 9,8 m/s². La resistencia del aire no se tiene en cuenta en la caída libre. La aceleración experimentada por un cuerpo en caída libre se llama aceleración de la gravedad, denotada por g. Sergio Olmedo Ponce 2011. III. FORMULAS: ECUACIONES: 1. La velocidad final de la caída de un objeto es igual a la velocidad inicial más la gravedad por tiempo. 2. Para la altura es igual a sumar la velocidad inicial por el tiempo más ½ gravedad por el tiempo al cuadrado. 3. Para conocer la velocidad final al cuadrado, realizando un despeje se puede obtener de otra manera la velocidad final 4. Para conocer la altura mediante otros datos obtenidos por el problema propuesto 9 CONCLUSIONES: La física es una ciencia que existe en nuestra vida diaria en varias formas tales como de la aceleración de un coche al juego de pelota de un niño explicado en este caso esto es caída libre, la velocidad de un objeto desde una altura dada dado que su aceleración, la velocidad de varios objetos en el espacio ideal como la masa, el tamaño y el peso serán los mismos. BIBLIOGRAFIAS: https://sites.google.com/site/estudiafisica1/system/app/pages/search?scope=sear c h-site&q=caida+libre http://eprints.uanl.mx/9867/1/La%20fisica%20aplicada%20en%20la%20caida%20li bre.pdf https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/prepa2/2019/VertizAguirre 1 0 Ernestina-Caida%20libre.pdf https://www.mineduc.gob.gt/DIGECADE/documents/Telesecundaria/Recursos%20 Digitales/3o%20Recursos%20Digitales%20TS%20BYSA%203.0/CIENCIAS%20NATURALES/U8%20pp%20188%20ca%C3%ADda%20libre. p df https://www.fisicalab.com/apartado/caida-libre https://www.educaplus.org/movi/4_2caidalibre.html https://ecuacionde.com/caida-libre/ IV. DIAPOSITIVAS https://www.canva.com/design/DAEsz4bwtj0/SBp8g6m1adZL2ei4kvsAWw/edit?ut m_content=DAEsz4bwtj0&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm _ source=sharebutton 1 1
