Este blog está dirigido principalmente a estudiantes de décimo y undécimo año, con el propósito de explicar las bases de la física.

domingo, 12 de junio de 2011

Banco de problemas practicos & sus respuestas

Caida libre

Movimiento parabolico





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BIOGRAFIA DE GALILEO GALILEI:

Fue un astrónomo, filósofo, matemático y físico italiano que estuvo relacionado estrechamente con la revolución científica. Galileo realizó notables aportaciones científicas en el campo de la física, que pusieron en entredicho teorías consideradas verdaderas durante siglos. Así, por ejemplo, demostró la falsedad del postulado aristotélico que afirmaba que la aceleración de la caída de los cuerpos -en caída libre- era proporcional a su peso, y conjeturó que, en el vacío, todos los cuerpos caerían con igual velocidad. Para ello hizo deslizar esferas cuesta abajo por la superficie lisa de planos inclinados con distinto ángulo de inclinación (y no fue con el lanzamiento de cuerpos de distinto peso, desde la torre inclinada de Pisa, como se había creído durante mucho tiempo).

Entre otros hallazgos notables figuran las leyes del movimiento pendular (sobre el cual comenzó a pensar, según la conocida anécdota, mientras observaba una lámpara que oscilaba en la catedral de Pisa), y las leyes del movimiento acelerado.



Antecedentes historicos

Caída Libre
Galileo Galilei nació en Pisa, Italia en 1564. En la actualidad se le considera como el padre de la ciencia moderna y la física experimental, lo cual avala la magnitud de sus aportaciones científicas. Una de las mayores contribuciones de Galileo a la ciencia fue el establecimiento del método científico, es decir, la investigación por experimentación.
Tal vez la leyenda más popular y conocida acerca de Galileo sea que realizó experimentos dejando caer objetos desde la torre inclinada de Pisa. Galileo reconoció que los objetos en caída libre caen con la misma aceleración, sea cual fuera su masa o peso.



Movimiento parabólico
El movimiento parabólico es un movimiento que se presentan en la naturaleza que los físicos han estudiado desde hace muchos siglos. El primero en estudiar el movimiento de los cuerpos desde un punto de vista formal y utilizando las matemáticas para describirlos fue Galileo Galilei, al describir la caída libre, el movimiento del péndulo, así como el movimiento en un plano inclinado. Cuando lanzamos un cuerpo con una velocidad que forma un ángulo con la horizontal, éste describe una trayectoria parabólica. En su obra Dialogo sobre los Sistemas del Mundo (1633), Galileo Galilei expone que el movimiento de un proyectil puede considerarse el resultado de componer dos movimientos simultáneos e independientes entre sí: uno, horizontal y uniforme; otro, vertical y uniformemente acelerado.En base a lo hecho por Galileo la descripción del movimiento ha ido evolucionando desde entonces, desde los avances hechos debido a la astronomía, es decir, la descripción del movimiento de las estrellas en referencia a la tierra, las aportaciones de Brahe, Kepler y después Newton.




Conceptos teoricos

MOVIMIENTO PARABÓLICO

Definición:
Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola.    
       
Explicación: 
Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.
Puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos:
un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

Formula:
Hay dos ecuaciones que rigen el movimiento parabólico
     2.
donde:
 es el módulo de la velocidad inicial.

 es el ángulo de la velocidad inicial sobre la horizontal.

 es la aceleración de la gravedad.


CAÍDA LIBRE

Definición:
Movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio.

Explicación:
Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente 9,8 m/s², es decir que los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo.En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire.


Formula:
Por la segunda ley de Newton, la fuerza (F) que actúa sobre un cuerpo es igual al producto de su masa (m) por la aceleración que adquiere. En caída libre sólo intervienen el peso (P) (vertical, hacia abajo) y el rozamiento aerodinámico (f) en la misma dirección, y sentido opuesto a la velocidad. Dentro de un campo gravitatorio aproximadamente constante, la ecuación  del movimiento de caída libre es:




La aceleración de la gravedad  lleva signo negativo porque se toma el eje vertical como positivo hacia arriba