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ejercicio caída libre física
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FISI 3171 ‐ 2014
CAIDA LIBRE
Una pelota es lanzada verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s ,
desde la azotea de una torre que tiene una altura de 50 m. A su regreso no pega
contra la torre y cae hasta el suelo.
a. ¿Cuánto tiempo transcurre desde el instante en que la bola es lanzada
hasta que pasa a la altura de la azotea de la torre, ?
b. ¿Qué tiempo tarda en llegar al suelo, ? ¿Con que velocidad llega?
Solución:
Parte a: Elegimos el sistema de coordenadas tal que la azotea esta en
0 . La aceleración de la gravedad es: 9.8
12
0 2012
9.8
0 ; indica el instante en que la pelota fue lanzada
4.082 ; indica el instante en que la pelota regresa a la altura de la azotea
Respecto a la velocidad tenemos que;
20 9.8 4.082 20 /
Es igual a la velocidad inicial pero negativa.
Parte b:
50 2012
9.8
5.83
20 9.8 5.83 37.15 /
FISI 3171 ‐ 2014
En el problema anterior, la torre tiene dos ventanas situadas a H1=15 m
y H2=30 m, por debajo de la azotea.
a. ¿Cuál es la altura máxima?
b. ¿En qué intervalo de tiempo la pelota viaja de H1 a H2.
c. Se necesita que después de pasar por la azotea, la pelota llegue al suelo en
3 s. ¿Con que velocidad debe ser lanzada hacia arriba desde la azotea?
Solución:
Parte a: La máxima altura que alcanza la bola es: 50
Calculamos : 2 0 , entonces: .
20.40
Por lo tanto 70.408
Parte b: Ahora que conocemos las distancias recorridas desde el punto
máximo, aplicamos 12
Para la primera ventana:
15 20 4.9 , 4.723
Para la segunda ventana:30 20 4.9 , 5.248 ; 0.519
Parte c: La velocidad deseada es la velocidad cuando la pelota pasad bajando por la azotea. A partir de ese instante recorre 50 metros hacia abajo.
; reemplazando 50 3 3 ,
50 4.9 93
1.967