Caída libre #1. Criterio de signos y referencia. Todosobresaliente.com
Summary
TLDREl profesor de física de todos sobresaliente puntocom presenta un tutorial sobre el movimiento de caída libre y lanzamiento vertical de cuerpos. Explica que este movimiento es un caso de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, donde la aceleración es la gravedad. Utiliza la ecuación de la caída para calcular la velocidad y el tiempo que tarda un objeto en alcanzar el suelo desde una altura de 50 metros. El video enfatiza la importancia de definir correctamente los sistemas de referencia y el criterio de signo para resolver problemas de cinemática. El profesor ilustra el proceso paso a paso, y luego resuelve el mismo ejercicio cambiando los criterios de signo para demostrar la consistencia de los resultados, concluyendo con una velocidad de caída de 31,3 m/s hacia abajo.
Takeaways
- 📘 El vídeo trata sobre la resolución de un ejercicio de caída libre o lanzamiento vertical, que es un caso de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
- 🏀 El lanzamiento vertical puede ser hacia arriba o hacia abajo, involucrando la aceleración de la gravedad.
- 🧮 La ecuación del movimiento es y = y0 + v0t + 1/2at² y la velocidad es v = v0 + at.
- 📏 En el ejercicio, se lanza un objeto desde una altura de 50 metros y se pregunta la velocidad al llegar al suelo.
- 🔢 Es importante definir correctamente el sistema de referencia y el criterio de signo para resolver problemas de cinemática.
- 🌍 En este problema, se toma la aceleración de la gravedad como 9.8 m/s² positiva y se define que hacia abajo es positivo.
- 📉 La altura inicial se toma como -50 metros porque lo positivo es hacia abajo según el criterio adoptado.
- ⏱ Para encontrar la velocidad final, primero se calcula el tiempo usando la ecuación de posición.
- 🕰 El tiempo calculado para que el objeto llegue al suelo es aproximadamente 3.19 segundos.
- 💨 La velocidad final al llegar al suelo es de 31.3 m/s hacia abajo, confirmando el criterio de signos elegido.
- 🔄 Se resuelve el problema nuevamente cambiando el criterio de signo y obteniendo el mismo resultado absoluto para verificar la coherencia.
Q & A
¿Qué tipo de movimiento se aborda en el video?
-El video aborda el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, específicamente en el contexto de la caída libre o lanzamiento vertical de cuerpos.
¿Qué es un lanzamiento vertical?
-Un lanzamiento vertical es cuando un objeto se suelta o se lanza hacia arriba o hacia abajo, implicando una aceleración debido a la gravedad.
¿Cuál es la ecuación que describe el espacio recorrido en un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado?
-La ecuación es y = y₀ + v₀t + 1/2at², donde y es el espacio recorrido, y₀ es la posición inicial, v₀ es la velocidad inicial, t es el tiempo y a es la aceleración.
¿Cuál es la ecuación para la velocidad en un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado?
-La ecuación para la velocidad es v = v₀ + at, donde v es la velocidad final, v₀ es la velocidad inicial, a es la aceleración y t es el tiempo.
¿Cómo se define la aceleración de la gravedad en el problema resuelto en el video?
-La aceleración de la gravedad se define como 9.8 m/s². Se puede considerar positiva o negativa dependiendo del sistema de referencia elegido.
¿Cuál es el problema específico que se resuelve en el video?
-El problema consiste en lanzar un objeto desde una altura de 50 metros y calcular la velocidad con la que llega al suelo.
¿Cómo se determina la velocidad final del objeto cuando llega al suelo?
-La velocidad final se calcula usando la ecuación v = v₀ + at, donde v₀ es 0, a es 9.8 m/s² y t es el tiempo que tarda en llegar al suelo. El tiempo se determina previamente resolviendo la ecuación del movimiento.
¿Qué importancia tienen los sistemas de referencia y el criterio de signo en la resolución del problema?
-Es crucial definir un sistema de referencia y un criterio de signo coherente para asegurar que todas las cantidades se manejen correctamente en los cálculos.
¿Qué sucede si se cambia el criterio de signo durante la resolución del problema?
-El resultado final físico no cambia, pero los signos de las variables pueden invertirse. Es esencial mantener coherencia en el criterio de signo elegido durante todo el problema.
¿Qué se debe hacer después de resolver el problema usando un criterio de signo específico?
-Se debe interpretar el resultado correctamente, indicando la dirección del movimiento y confirmando que las unidades y signos tienen sentido físico.
Outlines
📚 Introducción al lanzamiento vertical y la caída libre
El profesor explica el concepto de lanzamiento vertical y caída libre, destacando que se trata de un caso específico de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado debido a la gravedad. Se menciona la ecuación de movimiento y se introduce el ejercicio a resolver, que consiste en calcular la velocidad de un objeto lanzado desde una altura de 50 metros cuando llega al suelo.
📐 Resolviendo el ejercicio: parte 1
El profesor continúa resolviendo el ejercicio, estableciendo que la altura inicial es de -50 metros según su referencia. Utiliza las ecuaciones de movimiento para calcular el tiempo que tarda el objeto en llegar al suelo y obtiene un tiempo de 3,19 segundos. Luego, calcula la velocidad final, resultando en 31,3 metros por segundo hacia abajo.
🔄 Resolviendo el ejercicio: parte 2 con diferente criterio de signo
El profesor resuelve el mismo ejercicio aplicando un criterio de signo diferente, definiendo ahora la gravedad como negativa. Calcula nuevamente el tiempo y la velocidad final, obteniendo los mismos resultados (3,19 segundos y 31,3 metros por segundo), pero destacando la importancia de la coherencia en el criterio de signos.
🌐 Conclusión y recursos adicionales
El profesor concluye el ejercicio explicando la importancia de definir claramente el criterio de signos. Anima a los estudiantes a seguir practicando con más ejercicios y recomienda visitar su página web para encontrar más recursos y ejercicios de física y matemáticas.
Mindmap
Keywords
💡caída libre
💡lanzamiento vertical
💡movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
💡aceleración de la gravedad
💡sistema de referencia
💡criterio de signo
💡ecuación de movimiento
💡velocidad inicial
💡altura inicial
💡ecuación de segundo grado
Highlights
El video trata sobre el ejercicio de caída libre o lanzamiento vertical de cuerpos.
Se describe el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) como base para el ejercicio.
La ecuación de la caída libre se presenta: espacio recorrido = y0 + v0*t + 1/2*a*t^2.
Se resuelve un ejercicio específico de lanzamiento vertical desde una altura de 50 metros.
Se destaca la importancia de definir correctamente los sistemas de referencia y el criterio de signo.
Se establece la aceleración de la gravedad como positiva (9,8 m/s²) y se define la dirección hacia abajo como positiva.
Se discute la confusión común entre estudiantes sobre la dirección de la aceleración y el signo de la gravedad.
Se calcula el tiempo que tarda el objeto en llegar al suelo utilizando la ecuación de movimiento.
Se resuelve la ecuación de segundo grado incompleta para encontrar el tiempo de caída.
Se obtiene un resultado de aproximadamente 3,19 segundos para el tiempo de caída.
Se calcula la velocidad final del objeto al tocar el suelo, resultando en 31,3 m/s hacia abajo.
Se plantea la hipótesis de cambiar el criterio de signo para ver si el resultado cambia.
Se resuelve de nuevo el ejercicio con la aceleración de la gravedad considerada como negativa.
A pesar del cambio en el criterio de signo, el resultado de la velocidad final es el mismo en valor absoluto.
Se enfatiza que el signo indica dirección y no afecta el valor numérico de la velocidad.
Se invita a los espectadores a seguir el canal y visitar la página web para más ejercicios de física y matemática.
Transcripts
hola soy tu profesor de física de todos
sobresaliente puntocom y en este vídeo
vamos a resolver un ejercicio de caída
de caída libre o lanzamiento de cuerpos
en vertical es un caso concreto de un
movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado vale m
o en algunos sitios vdv variados
acelerado
el lanzamiento el lanzamiento
vertical un lanzamiento vertical
es bien cuando soltamos un objeto o lo
lanzamos hacia arriba o lo lanzamos
hacia abajo vale es un buen hombre agua
porque hay aparece entre en juego la
aceleración de la gravedad por lo tanto
hay una aceleración es un movimiento
rectilíneo uniformemente acelerado la
ecuación es del uruguay la apuntamos ya
siguen ahí son y espacios recorrido y es
igual a y sub zero más v0 t más un medio
de a
al cuadrado y la velocidad es igual a la
velocidad velocidad inicial 0 más la
aceleración por el tiempo vale vamos a
ver ahora el ejercicio que vamos a
resolver en concreto
este ejercicio en concreto que vamos a
resolver nos dice que lanzamos un objeto
desde una altura de 50 metros y nos
pregunta la velocidad con la que llega
al sobre lo vale entonces tenemos un
azote un acantilado algo lo que sea que
tiene 50 metros de altura vale lanzamos
un objeto lo dejamos caer y nos
preguntan la velocidad que tiene a
quienes instante cuando llega al socio
vale lo más importante de este tipo de
problemas no sólo de lanzamiento lo que
se trata de movimiento de cinemática en
general de mrw uruguay está es los
sistemas de referencia y el criterio de
signo vale
aquí muchos alumnos se equivocan ya he
leído algunos comentarios que metían la
pata en youtube es decir no para arriba
es positivo para abajo negativo no eso
depende depende de cómo tú lo defines
como tú haga el problema me explico aquí
tenemos la aceleración tenemos un objeto
pero si lo soltamos tiene una velocidad
inicial evidentemente es cero la v sub
zero la versión inicial es cero porque
lo dejamos caer eso dice el problema
dejamos caer un objeto
que otra cosa tenemos tenemos una
aceleración g
hay 98 metros por segundo al cuadrado
y aquí viene la duda siempre positiva o
negativa la que es positiva o negativa
la que no hay ni positiva ni negativa la
que va hacia abajo va apuntando hacia el
suelo será positivo o negativo según tú
consideres que esa dirección es positiva
o negativa de igual vez el problema de
varias maneras a veces así aclara es
porque es una cosa que siempre genera
muchísima duda en los estudiantes vale
positivo o negativo es lo que tú elijas
pero una vez que lo has decidido para
algún término para algún componente una
vez quede fijado tu sitio de referencia
todo lo demás que escriba tiene que ir
en consonancia tiene que ser coherente
con eso ahí donde están los problemas
vale entonces yo voy a decidir por
ejemplo que la gravedad pues es positiva
vale 98 metros por segundo positivas
al cuadrado positivo entonces ya estoy
definiendo ahí creo que va para abajo es
positivo de acuerdo vale esto tiene esto
tiene una importancia lo que parece
vamos vamos a seguir que más datos
conocemos
bueno pues conocemos la velocidad
inicial que es cero la aceleración de la
gravedad y conocemos también está y sub
zero que es la altura inicial cual en la
altura inicial por 10 y 50
o no depende de donde pongáis vuestra
vuestra referencia si vosotros decís
la referencia es aquí en el suelo estos
van a ser los 0 metros de altura puede
decir ah entonces sí entonces y 50 es 50
metros de altura verdad porque estamos
aquí a 50 metros del suelo pues no según
hemos definido a nosotros la gravedad 98
positivo estamos diciendo que lo
positivo crece hacia abajo
así que 50 metros de altura sería 50
metros bajo el suelo
porque estamos diciendo que lo positivo
va hacia abajo porque hemos dicho que la
gravedad es positiva vale por lo tanto
según este esquema
mi altura inicial sería menos 50 metros
vale según s lo he puesto en el momento
que he dicho que la gravedad positiva va
hacia abajo entonces la altura hacia
arriba son negativas y puesto el cero
aquí claro si pongo el cero a ti
entonces si podría hacer vamos a hacerlo
si vamos resolver problema una vez que
no entendéis y luego vamos a jugar con
cambia las condiciones para ver si no
entendéis entonces resolvemos el
problema lo tenemos aquí y como lo
tenemos aquí la altura inicial la
disolución es menos
50 metros vale entonces me están
preguntando la velocidad la velocidad la
velocidad inicial más la aceleración por
el tiempo la velocidad final la
velocidad que tengo en el instante
cuando ya ha llegado al suelo cuando el
objeto y ha llegado al suelo
esa es la v la velocidad final que será
igual a la velocidad inicial que es 0 ma
la aceleración que hemos dicho que es
9,8 positivo
por el tiempo y el tiempo en lo que no
sé no sé cuánto tiempo va a tardar en
llegar hasta el suelo pero sí que lo
puedo calcular lo cálculo usando la otra
ecuación la otra ecuación me dice y es
igual hay sub zero más v sub 0 t más un
medio de la aceleración o la gravedad
porque la lanzamiento vertical la
aceleración es la gravedad en algunos
sitios contra el conar en otro sitio
pondré directamente a hacer esa
aceleración en general en este caso
concreto la aceleración es en la de la
gravedad y se suele llamar g pero bueno
en lo mismo vale un medio de la
aceleración por el tiempo al cuadrado y
ponemos los datos iniciales cuál es el
ies mi situación final la distancia
final la posición final donde estoy al
final
al final estoy aquí en el suelo cuanto
dicho que el suelo 0 metros de altura es
en mi posición final 0
la y sub zero y aquí viene detalle
seguro hemos visto eran menos 50 metros
pues pongo menos 50 metros
bueno la metro hace falta poner lo menos
50 más la v sub 00 por el tiempo esto se
va a hacer 0 + 9,2 entre 2 que es 49 por
t al cuadrado vale entonces me queda
esta ecuación en el cero no escribo
menos 50 más 49 porque al cuadro de eso
es una ecuación de segundo grado ente
vale persona ecuación de segundo grado
incompleto dejo un enlace a la
descripción del vídeo de la para
recordar cómo se hacía la ecuación de
segundo grado con todas las completas
como la incompleta pero os recuerdo que
era muy fácil como una incompleta no
necesito aplicar la fórmula en este caso
simplemente el 50
simplemente despejó como si fuera una de
primer grado del 50 que está restando
pasa al otro lado
sumando positivo y el 4,9 que está
multiplicando por la te pasa
dividiendo eso es igual a t al cuadrado
japonés turín 50 es igual a t al
cuadrado vale cojo la calculadora
y tengo que 50 dividido entre 49 sale 10
con 20 más o menos vale esto sería 1020
es igual a t al cuadrado la tella es la
raíz cuadrada más o menos la raíz
cuadrada de esos 10 días con 20
evidentemente el signo menos en física
en este problema no tiene mucho sentido
porque si no el tiempo negativo
significaría lo que pasa antes de
empezar nuestro problema y antes de
empezar nos nuestro problema pues no
tenemos nada
la raíz de 10 con 20 que es 3 con 19
3 con 19 segundos pues solo que tarda en
llegar al suelo 3 con 19 segundos ahora
que ya sé el tiempo me puedo venir aquí
y decir que la v es 98 por 3,19 segundos
la v pues eso se hace con la calculadora
x
luego más 8 y sale 31 redondeando 31 con
3
31 puntos 3 metros por segundo vale y
esa la solución del problema cuando
llega al suelo tiene una velocidad hacia
abajo
evidentemente de 31.3 porque sé que
hacia abajo y hacia abajo porque me sale
positiva y yo había dicho que lo que iba
hacia abajo es positivo así que
evidentemente tengo una velocidad hacia
abajo de 31,3 metros por segundo vale
vamos a guardar esos resultados y vamos
a hacer el mismo problema pero
planteando otro criterio de signo a ver
qué nos sale
bueno vamos a resolverlo ahora aplicando
otros criterios vale como ya leí en
algunos comentarios de otros vídeos
algunos lumbreras
benítez dijo sobre toda manera pueden
decir vamos que lo han dicho en otros
vídeos no no no eso está mal porque ha
puesto que la aceleración negativa es
positiva o no no está mal porque ha
puesto menos 50 metros altura de 50
porque no está bien y mal está
dependiendo de cómo tú lo hayas
planteado vale entonces estamos en la
otra manera vamos a suponer que yo tengo
aquí claro que igual que antes mis 50
metros y que yo tengo mi gravedad pero
ahora voy a decir que la gravedad
negativa menos 98 metros por segundo al
cuadrado vale yo estoy acostumbrado a
que la gravedad hacia abajo en la pongo
negativa bueno por la pongo negativa en
ningún problema ya estoy definiendo que
lo que va hacia abajo es negativo vale
eso es una decisión y otras decisiones
donde pongo mi cero de altura si lo
pongo aquí o si lo pongo aquí si pongo
aquí mi cero de altura igual que lo
hemos hecho antes
ahora mi altura inicial y sub zero
cuánto es pues ahora sí de 50 metros
porque he dicho que para abajo negativo
decir lo que va para abajo va
decreciendo y la altura también si esta
posición de 50 metros y voy bajando pues
voy acercando mec además al cero ahora
sí cuadra vale pues entonces si yo pongo
que la gravedad hacia abajo en negativa
la altura inicial
es 50 metros pero positivo vale entonces
si con estos datos lo planteado me
ecuaciones me queda igual que antes v es
igual a v sub zero más la aceleración
por el tiempo v es igual a 0 y ahora
menos porque he dicho que la aceleración
es negativa
98 porte igual que antes la t no la se
la sacó de la primera ecuación y es la
altura final donde está abajo que es 0 c
bueno voy a escribir lo primero
segundito
y
es igual a cero más v0 más medio de a de
al cuadrado y final es cero
de acuerdo las 10
ya habíamos dicho que ahora con estos
signos positivas 50 metros más está que
es cero nada cero más 4,9 por t al
cuadrado me sale más o menos la misma
ecuación de antes pero con el signo
cambiado verdad ya no la federació
negativa perdón la aceleración ahora
estoy diciendo que es negativa así que
es negativa
y meses lo mismo que antes pero con él
si no ha cambiado este tiene si no ha
cambiado y éste también es que no te
puede salir aquí
alguno podrá decir que no te puedes al
igual que boca del signo pues no porque
esté 50 que están sumando pasa restando
es tercero nada y éste es menos cuatro
con nueve que está multiplicando pasa
menos cuatro con nueve dividiendo yo
recuerdo que no se cambia el signo
detrás tenemos menos entre menos más y
al final me queda exactamente lo mismo
la raíz cuadrada de 10 con 20 que es era
ese 31,3 perdón no no no estoy poniendo
estoy corriendo mucho
cuando decíamos esa cuenta de esto en el
tiempo
teherán
50 dividido entre 49 10 con 20 hacemos
la raíz cuadrada de eso sería 3 con 19 3
con 19 y entonces si cogemos la
velocidad de esta decíamos que es menos
98 por 3,19 hacemos la cuenta y ahora si
me sale igual que antes el 31 con 3
pero podéis decir no no no es igual a
menos 31.3 metros vale me podré decir
sabes no te ha salido lo mismo te ha
equivocado porque aquí te sale la lúcida
negativa y antes había salido positiva
la velocidad da igual el signo eso
significa que va hacia arriba o hacia
abajo antes no salía que la velocidad
era 31.3 hacia abajo obviamente si dejo
algo que haya hacia abajo y ahora que el
signo menos significa que está para
arriba
recordad el criterio del signo que
habíamos dicho que significa negativo
que va hacia abajo lo negativo es lo que
va hacia abajo por lo tanto según esto
que me sale pues me sale una velocidad
que vale 30 y 13 metros por segundo y
que a dónde va negativo hacia abajo
negativo hacia abajo pues va hacia abajo
y me sale exactamente lo mismo que antes
que es lo que tiene que salir porque es
lo que físicamente pasa aunque
matemáticamente lo pueda describir
poniendo el cero aquí poniendo el cero
aquí diciendo que lo positivo vaya hacia
arriba que lo positivo y hacia abajo de
distintas maneras por eso luego
pero el signo que es lo que nos gusta
los profesores tanto decir es que no
vale que me pongáis resultado así me
tenés que decir qué es lo que ha salido
escribirlo decir ha salido una velocidad
que va hacia abajo cuyo valor absoluto
es 31,3 vale esa es la gracia de hecho
vale pues así resolvemos este ejercicio
de lanzamiento vertical que quería hacer
muy despacito para que se quede claro
los criterios de los signos vale los
siguientes ejercicios haremos algunos un
poquito más rápido para practicar
si te ha gustado el vídeo dale like
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siguientes vídeos de caída vertical pero
sobre todo te recomiendo que entres a mi
página web todos sobresaliente punto con
donde podrá ser encontrar este y otro
ejercicio de física y matemática
ordenador categoría y usando el buscador
de la página web podrás encontrar
exactamente el ejercicio que necesitas
nada más eso es todo gracias por ver el
vídeo adiós
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Ecuaciones cinemáticas de caída libre
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Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)
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