F I S I C ACaida Libre y Tiro Vertical
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Caida Libre
En estos movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y") Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración qu actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g. Sus vaores son.g=9.81 m/s2 SI. g=981 cm/s2
g=32.16 ft/s2 S. Inglés. Lo que diferencia a la caida libre del tiro vertical es que el segundo co,prende subida y bajada, mientras que la cida libre unicamente contempla la bajada de los cuerpos. FÓRMULAS DE CAIDA LIBRE:
Vf= Vo +gtVf2= Vo2 +2gh
h= Vo t + g t2 /2
TIPS PARA LA RESOLUCIÓN DE
PROBLEMAS DE CAIDA LIBRE:1.-Un objeto se deja caer......... Vo=02.-Se lanza...................... Vo diferente a 0
PROBLEMA:*Se deja caer una pelota desde la parte alta de un edificion, si tarda 3s en llegar al piso ¿Cuál es la altura del edificio? ¿Con qué velocidad se impacta contra el piso? h= ? Vf= vO +gtt= 3s Vf= 0 + (9.81 m/s2)(3s)Vf= ? Vf=29.43 m/sVo= 0m/sg=-9.81 m/s2 h=vo*t + 1/2 gt2 h=1/2 (9.81m/s2)(3s)2
h=44.14 m
TIRO VERTICALAl igual que caida libre es un movimiento uniformemente acelerado.Diferencia: Forma ascendente y descendente.Vo diferente a 0 sube:+ baja: -
Al igual que la caida libre es un movimiento sujeto a la aceleración de la gravedad, sólo que ahora la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto. El tiro vertical comprende subida, bajada de los cuerpos u objetos considerando lo siguiente:
a)Nunca la velocidad inicial es igual a 0.
b)Cuando el objeto alcanza su altura máxima, su velocidad en este punto es 0. Mientras que el objeto se encuentra se subida el signo de la V es positivo; la V es 0 a su altura máxima cuando comienza a descender su velocidad será negativa
c)Si el objeto tarda por ejmplo 2s en alcanzar su altura máxima tardará 2s en regresar a la posición original, por lo tanto el tiemop que permaneció en el aire el objeto es de 4s.
d)Para la misma posición del lanzamiento la velocidad de subida es igual a la velocidad de bajada.
Fórmulas:Vf= Vo-gt
Vf2= Vo2 - 2ghh= Vo * t - 1/2 at2
PROBLEMAS:*Se lanza verticalmente hacia arriba una pelota con una velocidad inicial de 30 m/s,calcula:a)Tiempo que tarda en alcanzar su altura max.b)Altura max.c) Posición y velocidad de la pelota a los 2s de haberse lanzadod)V y posición de la pelota a los 5s de haber sido lanzadoe)tiempo que la pelota estuvo en el aire.
Vo= 30m/s t= Vf - Vo / gt= ? t= 0m/s - 30m/s / 9.81 m/s2
h= ? a) t= 3.058 sVf= 0 m/s b)h= Vf2 - Vo2 / -2gg=-9.81m/s 2 h= 0m/s - 900 m/s / -(2)(9.81 m/s2) h= 45.87 m
Vf= Vo -gt Vf= 30m/s - 9.81 m/s2 * 2s c) Vf= 0.38 m/s h= 40.38m
Vf= 30m,/s - 9.81 m/s2 * 5s d) Vf= -19.05 m/s h=27.37 m
t= 3.05 s * 2 e) t= 6.10 s
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CANTIDAD ESCALAREs cuando no nos indican la direccion que tiene la magnitud, es decir magnitud asociada a una unidad. (15m) CANTIDAD VECTORIALCuando indican la dirección de la magnitud, es decir magnitud+unidad+direccion. (45m al S)
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"A toda fuerza de
acción corresponde una fuerza
de reacción de igual
magnitud y dirección pero en sentido
contrario"
a= F/m
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Acción de empujar o atraer un cuerpo y
es capaz de cambiar o midificar
su estado de reposo o de movimiento
rectilíneo uniforme.
Se clasifican en dos grupos:
FUERZA: ◘ a contacto: los cuerpos tienen contacto directo
◘a distancia: cuando los cuerpos no estan en
contacto.
FUERZA EFECTOS
QUE CAUSA:
◘Estática: el aplicarse modificación al objeto o al cuerpo
◘Dinámica:cuando se modifica el movimiento (dirección)
Unidades de fuerza:Sistema Internacional: F= [N] 1N=0.225 lbSistema Inglés: F=[lb] 1lb=4.45 N
FUERZAS CONCURRENTES
Es cuando dos o más fuerzas se aplican a dos
objetos o sistemas.Cuando sumamos estas dos fuerzas tenemos una fuerza resultante o fuerza neta.*Si observamos que la suma da 0 hablamos que el sistema esta en equilibrio.
*Si tiene suma diferente a 0 altera el equilibrio y su estado.
Las fuerzas se representan mediante vectores.*Un vector se puede representar graficamente con una flecha que tiene cuatro partes: origen, tamaño, punta y dirección.*Todo vector tiene componente "Y" y "X".
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Hay tres métodos gráficos:*método del
polígono*método del
paralelogramo*método analítico
(matemático)
SUMA:A + B = R
RESTA:
A - B = R
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1.-Dibuje todos los vectores a partir del origen en un sistema coordenado 2.-Descomponga todos los vectores en sus componentes "X" y "Y". 3.-Encuentre la componente "X" de la resultante sumando los componentes "X" de todos los vectores.
Rx= Ax+Bx+Cx+..... 4.-Encuentre la componente "Y" de la resultante sumando los componentes "Y" de los vectores.
Ry= Ay+By+Cy+......
5.-Obtenga la magnitud y drección de la resultante a partir de dos vectores perpendiculares.
EJEMPLO:Tres cuerdas están atadas a una estaca ejerciendo los siguientes
fuerzas. Obtener la fuerza ejercida sobre la estaca.A=20 lb EB=30 lb NOC= 40lb 52º SO F Fx FyA = 20 lb 0º 20 lb 0 lbB= 30 lb 135º -21021 lb 21.21 lbC=40 lb 232º -24.62 lb -31.52 lb R= -25.83 lb -10.31 lb
R= 27.81 lb 201.75º
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En este tipo de movimiento sobre la partícula u objeto actúa una fuerza que puede ser externa o interna. En este movimiento la velocidad es variable, nunca permanece constante; lo que si es constante es la aceleración. Entenderemos como aceleración la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Pudiendo ser este cambio en la magnitud, en la dirección o en ambos. Velocidad inicial Vo (m/s)
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Velocidad final Vf (m/s)Aceleración a (m/s2)Tiempo t (s)Distancia d (m) FORMULAS:
Vf= Vo + atVf2= Vo2 + 2at
d= Vo*t + 1/2 a*t2 TIPS PARA RESOLUCIÓN DE PROBLEMA:Apartir del enunciado se deberá obtener los valores numéricos de tres de los cinco valores de las variables. Consulte la ecuación que tenga esas tres variables. Despeje y resuelva numericamente la variable desconocida; verifique si ya respondió la pregunta. Algunas ocasiones un dato puede venir disfrazado, ejemplo:"un móvil que parte del reposo....." Vo=0 ; "en una prueba de frenado..." Vf=0 .
PROBLEMA:* Un tren inicialmente viaja a 16m/s recibe una aceleración constante de 2m/s2. ¿Qué tan lejos viajará en 20 s.? ¿Cuál será su velocidad final en el mismo tiempo?. Vo=16m/s Vf= Vo +at d=Vo* t+1/2 at2Vf= ? Vf=(6m/s)+(2m/s2) (20s) d=16m/s*20s+1/2a= 2 m/s2 Vf= 6m/s + 40 m/s (2m/s)(20s)2
t= 20s Vf= 56 m/s d=320 m/s + 400 m/s2
d= ? d= 720m
GRÁFICAS DE MUAPara este movimiento pueden existir tres gráficas; d/t , v/t , a/t
GRÁFICA d/t.Se obtiene una curva que matemticamente es la mitad de un parábola.En el MUA la velocidad no es constante ni tampoco el desplazamiento para los mismos lapsos de tiempo.
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