Caída Libre

Carlos Julián

En nuestro estudio de Física, podemos encontrarnos también con la peculiaridad de la Caída libre. En esta situación se observa que no necesariamente el objeto regresa a su posición original (o cae) desde donde fue lanzado hacia arriba como lo es el tiro vertical. Se le denomina caída libre al movimiento con el que un objeto cae por su propio peso. 🤓

caída libre

Por ejemplo, toma un marcador de pizarrón y un lapicero, colócalos frente a tus ojos y déjalos caer al piso. ¿Qué sucede? ¿Cuál tocó primero el piso? ambos llegaron al piso al mismo tiempo, ¿la vista te engaña? Escucha atentamente y trata de distinguir el ruido de cada uno al caer. Repite esta experiencia con una pelota de golf y con una canica. ¿Qué sucedió ahora? No hay diferencia apreciable, ambos tocaron el piso al mismo tiempo.

Un experimento de este tipo se atribuye a Galileo Galilei. Se dice que desde la torre inclinada de Pisa, lanzó objetos de materiales y masas diferentes y, contra lo que esperaba, sucedió que todos tocaban el piso al mismo tiempo. ¿Será cierto?, podemos descubrirlo sin mucho esfuerzo. Sube al techo de tu casa y repite el experimento con una canica y una hoja de papel. Observarás que la canica llega "más rápido" al piso. ¿Qué pasó? Cuando realizas el experimento con objetos de forma geométrica semejante, no hay diferencia apreciable. 🤔

Si se trata de objetos de forma diferente en condiciones ambientales diferentes, es posible que observes una gran diferencia. Los objetos de forma esférica se comportan siempre en forma semejante, independientemente de cómo los dejes caer y de las condiciones ambientales en las que realices el experimento. La manera en la que se presenta la caída es similar a la de los objetos que caen en el vacío, donde no existen agentes externos como una corriente de aire o una fuerza de fricción que afecten el movimiento. Así pues, se considera que la forma, tamaño y masa del objeto es importante cuando se analiza la caída de un objeto desde una altura muy grande, ya que deben considerarse múltiples factores para un análisis preciso.

⚡ Fórmula empleada en la Caída Libre

fórmula de caída libre

Dónde:

Vf = velocidad final del objeto (que cae)

v0 = velocidad inicial del objeto

g = constante gravitacional (9.8 m/s²)

hf = altura (o posición) final del objeto

h0 = altura (o posición inicial del objeto.

📃 Ejercicios Resueltos de Caída Libre

Veamos algunos ejemplos resueltos:

Ejemplo 1.- Una maceta cae desde una ventana. Determina la velocidad con la que choca contra el suelo y el tiempo que le toma recorrer los 8 metros que separan a la ventana del suelo.

Solución:

La altura que recorrer la maceta desde que cae es de 8 metros, y sabemos también que la velocidad inicial es nula, no existe porque está en caída libre. Entonces sustituyendo nuestros datos en la fórmula:

a) Velocidad con la que choca contra el suelo

$\displaystyle {{v}_{f}}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}-2g({{h}_{f}}-{{h}_{0}})}$

$\displaystyle {{v}_{f}}=\sqrt{{{0}^{2}}-2\left( 9.8\frac{m}{{{s}^{2}}} \right)(0m-8m)}$

$\displaystyle {{v}_{f}}=\sqrt{0-19.6\frac{m}{{{s}^{2}}}(-8m)}$

Entonces:

$\displaystyle {{v}_{f}}=\sqrt{156.8\frac{{{m}^{2}}}{{{s}^{2}}}}=12.52\frac{m}{s}$

$\displaystyle {{v}_{f}}=12.52\frac{m}{s}$

b) Tiempo que recorre a los 8 metros

$\displaystyle t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$

$\displaystyle t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2\left( 8m \right)}{9.8\frac{m}{{{s}^{2}}}}}=\sqrt{\frac{16m}{9.8\frac{m}{{{s}^{2}}}}}=\sqrt{1.63}=1.27s$

$\displaystyle t=1.27s$

Ejemplo 2.- Desde la terraza de un edificio muy alto, un joven deja caer una pelota de tenis. Determina la distancia que recorre la pelota en el tiempo comprendido entre el cuarto y sexto segundo, después que se dejó caer.

Solución:

Como datos tenemos los tiempos, es decir: t1 = 4s y t2 = 6s.

Tenemos que calcular la altura recorrida por cada instante de tiempo señalado, definimos la distancia recorrida considerando que la caída se presenta a partir del reposo. Entonces aplicamos:

$\displaystyle {{h}_{f}}={{h}_{0}}+{{v}_{0}}t-\frac{g{{t}^{2}}}{2}$

a) Calculando para t1 = 4s

$\displaystyle {{h}_{1}}=\left( 0\frac{m}{s} \right)\left( 4s \right)-\frac{\left( 9.8\frac{m}{{{s}^{2}}} \right){{\left( 4s \right)}^{2}}}{2}=-78.4m$

b) Calculando para t2 =6s

$\displaystyle {{h}_{2}}=\left( 0\frac{m}{s} \right)\left( 6s \right)-\frac{\left( 9.8\frac{m}{{{s}^{2}}} \right){{\left( 6s \right)}^{2}}}{2}=-176.4m$

Entonces, podemos decir que la distancia recorrida es:

$\displaystyle {{h}_{2}}-{{h}_{1}}=-98m$

Respuesta:

La distancia que recorre la pelota de tenis es de 98 metros. Recordemos que la referencia 0 se toma en el sitio de lanzamiento y, como se trata de una caída libre, el signo negativo indica precisamente esta situación, el objeto se mueve hacia abajo de la posición 0, la pelota va cayendo.

Sigue los siguientes temas

33 ¿Tienes dudas?

Valeri dice:

octubre 27, 2021 a las 9:19 am

Se deja caer un objeto de un edificio, el cual tarda 10 segundos al llegar al suelo.
Determine la velocidad final que posee el objeto, la altura de donde cae el objeto
y la distancia que recorre el objeto en los dos primeros segundos al caer.

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1. Luz Maribel Mamani Cruz dice:
  
  enero 24, 2022 a las 6:41 pm
  
  VF=98,1 m/s
  H=490,5 m
  
  Responder
  1. Yober dice:
    
    agosto 20, 2022 a las 8:02 pm
    
    Con una gravedad de 9.8
    VF=98m/s
    H=490m
    H después de dos segundos =19.6m
    
    Responder
  2. José Alfredo dice:
    
    noviembre 9, 2022 a las 3:35 pm
    
    velocidad final: Vf=g*t es Vf=98.1m/s si tomamos la g como 9.81
    altura Y=g*t*t/2 es Y= 490.5m
    distancia que recorre a los 2 segundos Y= 19.62m y le falta por recorrer: 470.88m
    
    Responder
Karla Carrasco dice:

noviembre 30, 2021 a las 4:27 pm

Un cañón lanza una Granada desde una altura de 150m respecto al suelo.¿Que tiempo tardará en llegar al suelo en las siguientes condiciones?:
Si se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de (5 J) m/s
Si se lanza hacia abajo con la misma velocidad
Sise deja caer la Granada desde el reposo

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angel macias dice:

enero 26, 2022 a las 11:00 am

Desde lo alto de un edificio se deja caer una canica metálica de 100 mg de masa, la cual impacta contra el suelo con una fuerza de 350 N en un intervalo de tiempo de 2 ms. Un observador que está en la acera observa que la canica rebota verticalmente hacia arriba a una distancia de 1.5 m del suelo. ¿Cuál es la altura del edificio?

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Marleny dice:

febrero 15, 2022 a las 11:32 pm

Un avión que pasaba volando deja caer una caja en un tiempo de 6 segundos, calcular la altura y velocidad con que llega al suelo

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1. RAQUEL dice:
  
  junio 21, 2023 a las 7:58 pm
  
  CALCULAMOS H CON LA FORMULA Y VF CON LA FORMULA VF^2=VO^2+GH
  H=V*T+1/2GT'2
  H= 1/2*9,8*36
  
  Responder
2. Rolando dice:
  
  julio 15, 2023 a las 7:57 pm
  
  H=180
  
  Responder
Anibal Santana dice:

febrero 17, 2022 a las 4:31 pm

Excelente publicacion bien explicada

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1. Carlos Alberto dice:
  
  marzo 28, 2022 a las 10:34 am
  
  Gracias Anibal!
  
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Kenya dice:

marzo 16, 2022 a las 7:21 am

¿Con qué velocidad final llega al suelo un objeto que cae desde el reposo y tarda 20 s? y ¿Qué
distancia recorrió?

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1. Rolando dice:
  
  julio 15, 2023 a las 8:05 pm
  
  H=2000
  Vf=200
  
  Responder
Luis Rojas dice:

marzo 16, 2022 a las 9:19 am

¿cual es la aceleracion al cabo de dos segundos de un objeto que cae libremente desde el reposo? ¿y a los seis segundos? ¿y al cabo de un tiempo cualquiera?

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1. Amo a Danna. dice:
  
  agosto 1, 2022 a las 6:13 pm
  
  9.8m/s²
  
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2. Rolando dice:
  
  julio 15, 2023 a las 8:09 pm
  
  No hay aceleracion en mvcl pero si hablas de vf seria 20 en la primera y en la 2da 60 si tomamos en cuneta de gravedad
  
  Responder
Andrea dice:

junio 5, 2022 a las 6:18 pm

Desde una altura de 120m .se deja caer un cuerpo. Calcular a los 2,5seg. A) distancia recorrida. B) altura a la que se encuentra del suelo. C) que velocidad tendrá cuando haya recorrido 80m.

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1. Rolando dice:
  
  julio 15, 2023 a las 8:13 pm
  
  Distancia 120 y altura tambien y velocidad final tras recoreer 80 vf=64
  
  Responder
Claudia dice:

junio 8, 2022 a las 8:58 pm

Me interesa mucho quiero aprender

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DANIELA FERNANDA BOZA CASTRO dice:

octubre 30, 2022 a las 4:44 pm

Ayúdeme con el deber de física por favor

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jhony dice:

enero 7, 2023 a las 7:00 pm

un globo aerostatico esta subiendo con una velocidad de v'= 12m/s, cuando se halla a 55m del suelo se suelta um costal de arena desde el globo ¿ cuanto tarda el paquete en llegar al suelo ?

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1. Rolando dice:
  
  julio 15, 2023 a las 8:16 pm
  
  3.32
  
  Responder
Keyber dice:

febrero 12, 2023 a las 6:58 am

•desde un edificio se deja caer una muñeca a una altura de 200m.
a) calcular la rapidez que lleva a 6s.
b) la altura a la que se encuentra del suelo.
c) el tiempo final que llega la muñeca al suelo.

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Gloria dice:

febrero 15, 2023 a las 11:14 am

Necesito que me ayuden 2. Un motociclista viaja con una velocidad constante de 30 m/s al oeste. Si el conductor aplica los frenos en un recorrido de 175 m uniformemente hasta detenerse. Calcule el tiempo hasta detenerse formula a aplicar t=2d vf+v¡

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Dalia parra dice:

marzo 9, 2023 a las 9:57 am

Buenas tardes muy buena la explicación de los ejercicios pero tengo una duda pe si las alturas dan negativas las 2 en el ejercicio dos cambia el signo de la altura 2 gracias

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Jacqueline dice:

mayo 5, 2023 a las 3:49 pm

Si una piedra tarda en caer 100s determinar la velocidad con que se impacta en el piso?

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Byron dice:

mayo 11, 2023 a las 10:27 pm

Un libro se dejó caer libremente desde el techo de una casa y llega al suelo con una velocidad de 6.8 m/s. ¿Desde qué altura cayo? ¿Cuánto tiempo tardo en llegar al suelo?

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1. ArmandoSerrano dice:
  
  febrero 28, 2024 a las 6:43 pm
  
  Primeramente determinamos el tiempo que tarda el libro en caer al piso:
  Vf=Vo +g t
  Vf-Vo= gt
  (Vf-Vo)/g= t
  t=(Vf-Vo)/g= (6,8m/s -0)/9,8 m/s2=0,693 s
  h=vot+gt2/2
  h=0+[9,8 m/s²(0,693)²]/2= 2,35m
  
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Walter dice:

mayo 31, 2023 a las 4:56 pm

Se lanza una pelota hacia abajo desde una ventana situada a 80 pies sobre con una velocidad inicial de -64 pies por segundo - Cuanto tarda la pelota en llegar- b) con qué rapidez la golpeara la pelota al suelo

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Tatiana dice:

junio 6, 2023 a las 10:45 pm

Deja caer una hoja de papel desde una altura de 1,5m toma el tiempo en llegar al suelo (3,76seg) y calcula la velocidad que tuvo al llegar al suelo

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Abigail dice:

septiembre 12, 2023 a las 2:13 pm

Maria deja caer su cuaderno desde la banca; el cuaderno tarde 7 seg en llegar al suelo
Cacular: la rapidez que tenia el cuaderno justo antes de tocar el suelo

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Rafael dice:

octubre 9, 2023 a las 1:27 am

Por que la gravedad es negativa en el segundo problema, si en la explicación se dice que va hacia abajo la pelota?

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albertto ugalde dice:

octubre 22, 2023 a las 8:48 am

muchas gracias por la información sobre este tipo de movimiento, soy docente y me sirvió de mucho. saludos.

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