Mapa mental: Caída Libre

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Mapa mental: Caída Libre · Formatom

Caída Libre

Contenido del mapa

Caída Libre — Movimiento vertical bajo la sola acción de la gravedad, sin resistencia del aire.
- Definición y características — Concepto y propiedades esenciales del movimiento.
  - Solo actúa el peso — El cuerpo cae por efecto de la gravedad; se desprecia la resistencia del aire.
  - Es un MRUV vertical — Movimiento rectilíneo con aceleración constante hacia abajo.
  - Velocidad inicial cero — El cuerpo se suelta o se deja caer: v₀ = 0.
  - Independiente de la masa — Todos los cuerpos caen con la misma aceleración g ≈ 9,8 m/s².
- Sistema de referencia — Convención de signos para evitar errores al plantear ecuaciones.
  - Eje vertical y — Origen en el punto de sueltada o en el suelo.
  - Positivo hacia arriba — Con esta convención la aceleración es a = -g.
  - Positivo hacia abajo — Con origen en el punto de partida, todas las ecuaciones quedan positivas.
- Ecuaciones — Fórmulas del MRUV con v₀ = 0 (eje positivo hacia abajo).
  - Velocidad: v = g·t — La rapidez crece 9,8 m/s cada segundo.
  - Altura: h = ½·g·t² — La distancia recorrida crece de forma cuadrática con el tiempo.
  - Sin tiempo: v² = 2·g·h — Relaciona velocidad y altura cuando t es desconocido.
  - Tiempo: t = √(2h/g) — Se despeja de la ecuación de la altura.
- Propiedades para problemas — Comportamiento del movimiento que ayuda a interpretar resultados.
  - Velocidad lineal — Aumenta de manera uniforme: 9,8 m/s por cada segundo de caída.
  - Distancia cuadrática — En 1 s cae 4,9 m; en 2 s cae 19,6 m: no recorre distancias iguales en tiempos iguales.
  - h, v y t equivalentes — Conocer una de estas magnitudes permite hallar las otras dos.
- No confundir con tiro vertical — Si el cuerpo es lanzado con velocidad inicial, ya no es caída libre pura.
  - Lanzamiento con v₀ ≠ 0 — Hacia arriba o hacia abajo se usa la ecuación general y = y₀ + v₀t - ½gt².
  - Caída libre pura — Solo cuando el cuerpo se suelta desde el reposo (v₀ = 0).

La caída libre es el movimiento de un cuerpo que se deja caer desde una cierta altura y se mueve únicamente bajo la acción de su peso, es decir, de la gravedad terrestre, despreciando la resistencia del aire. Es un caso particular del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV) en dirección vertical, donde la velocidad inicial es cero y la aceleración es constante e igual a la aceleración de la gravedad (g ≈ 9,8 m/s²), dirigida siempre hacia abajo. Una de sus propiedades más importantes es que todos los cuerpos caen con la misma aceleración, independientemente de su masa.

Para resolver problemas, se usa un eje vertical con una convención de signos: la dirección positiva hacia arriba implica que la aceleración vale a = -g. Si se toma el eje positivo hacia abajo con origen en el punto de partida, las ecuaciones se simplifican y todos los términos resultan positivos: v = g·t, h = ½·g·t² y v² = 2·g·h. Conocer la altura permite hallar el tiempo de caída (t = √(2h/g)) y la velocidad final, y viceversa.

Es fundamental distinguir la caída libre pura del tiro vertical: si el cuerpo es lanzado hacia arriba o hacia abajo con velocidad inicial distinta de cero, ya no es caída libre y deben usarse las ecuaciones generales del MRUV. Además, la velocidad aumenta linealmente (9,8 m/s cada segundo) mientras que la distancia recorrida crece de manera cuadrática: en 1 s un cuerpo cae 4,9 m y en 2 s cae 19,6 m.