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Caída libre

(1º bachillerato)

Conocimientos previos: Caída libre (4º ESO).

1- ¿Con qué velocidad se debe lanzar un objeto, inicialmente en reposo, de 2 kg de masa, si se quiere que alcance una altura de 10 m?.

2- Dos objetos son lanzados verticalmente en sentidos opuestos, pero con velocidades iguales en módulo. Razona la veracidad o falsedad de las siguientes propuestas, supuesto que no hay rozamiento:

a)      Llegan al suelo con la misma velocidad.

b)      Tardan lo mismo en llegar al suelo.

c)      La velocidad con la que lleguen al suelo depende de la masa de cada uno.

3- En invierno, un estudiante de Física mira a la calle a través de un ventanal. En el instante t = 0 aparece una pelota por la parte inferior de la ventana, con velocidad desconocida. La pelota tarda un tiempo t1= 0,5 s en desaparecer por la parte superior de la ventana y sigue subiendo, fuera ya de la visual del estudiante, hasta el instante t2 = 0,7 s en que la pelota, que ahora cae, vuelve a asomar por la parte superior de la ventana. Con estos datos, ¿qué valores calculará el estudiante para la altura de la ventana y para la velocidad inicial de la pelota?.

4- Una bola cae desde 50 m de altura para incrustarse en la arena hasta una profundidad de 60 cm:

a)¿Con qué velocidad entra en contacto con la arena?.

b)¿Qué desaceleración, supuesta constante, produce la arena?.

c)¿Cuánto tiempo transcurre desde que entra en contacto con la arena hasta que se frena?.

5- Partiendo del reposo, una esfera de 10 g cae libremente, sin rozamiento, bajo la acción de la gravedad, hasta alcanzar una velocidad de 10 m/s. En ese instante comienza a actuar una fuerza constante hacia arriba, que consigue detener la esfera en 5 segundos.

a)      ¿Cuánto vale esta fuerza?.

b)      ¿Cuál fue el tiempo total transcurrido en estas dos etapas?.

6- Un ascensor sube con una velocidad constante de 2 m/s. Cuando se encuentra a 10 m sobre el nivel del suelo los cables se rompen. Prescindiendo del rozamiento,

a)      Calcula la máxima altura a la que llega la cabina.

b)      Si los frenos de seguridad actúan automáticamente, cuando la velocidad del descenso alcanza el valor de 4 m/s, determina la altura en la que actúan los frenos.

7- Se deja caer libremente un cuerpo de 10 gramos y cuando su velocidad es de  se le opone una fuerza que detiene su caída en 4 s. Calcula:

a)      El valor de la fuerza.

b)      La distancia recorrida hasta el instante de aplicar la fuerza.

c)      Distancia total recorrida.

8- Desde un punto situado a una altura h, se lanza un objeto verticalmente hacia arriba con una velocidad de 29,4 m/s. Desde el mismo punto se deja caer otro objeto, 4 s después de haber lanzado el primero.

a) ¿En qué instante y lugar alcanza el primer objeto al segundo?.

b) ¿Qué velocidad tiene cada uno de ellos en ese instante?.

9-  Un cuerpo se deja caer libremente desde una torre y pasa por los puntos P1 y P2 en los tiempos t1 y t2 respectivamente. Sabiendo que t2- t1 = 2 s y que su energía cinética en P2 es doble que en P1, calcula:

a)      El tiempo t1.

b)      La distancia a la que están separados entre sí los puntos P1 y P2 .

Nota: Tomar  g = 9,81 m/s2.