Caída libre #1. Criterio de signos y referencia. Todosobresaliente.com

Summary

El 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

00:00

📚 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.

05:01

📐 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.

10:03

🔄 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.

15:05

🌐 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.

Keywords

💡caída libre

La caída libre es un tipo de movimiento en el que un objeto se deja caer desde una cierta altura y está influenciado únicamente por la gravedad, sin ninguna resistencia del aire. En el video, se explica que este tipo de movimiento es un ejemplo de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

💡lanzamiento vertical

El lanzamiento vertical se refiere al movimiento de un objeto que se lanza hacia arriba o hacia abajo. Este concepto es crucial en el video, ya que se discute cómo la aceleración debida a la gravedad afecta a un objeto lanzado verticalmente, ya sea hacia arriba o hacia abajo.

💡movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Es un tipo de movimiento en el que un objeto se desplaza en línea recta con una aceleración constante. El video utiliza este concepto para explicar cómo calcular la velocidad y la posición de un objeto en caída libre o lanzamiento vertical.

💡aceleración de la gravedad

La aceleración de la gravedad, representada por 'g', es aproximadamente 9.8 m/s² y afecta a todos los objetos en caída libre. En el video, se utiliza este valor para calcular la velocidad y el tiempo de caída de un objeto desde una altura específica.

💡sistema de referencia

El sistema de referencia es el punto desde el cual se mide la posición y el movimiento de un objeto. En el video, se menciona la importancia de definir correctamente el sistema de referencia y el criterio de signo para resolver problemas de cinemática.

💡criterio de signo

El criterio de signo determina qué dirección se considera positiva o negativa en el análisis del movimiento. En el video, se explica cómo elegir y aplicar consistentemente un criterio de signo es crucial para obtener resultados correctos.

💡ecuación de movimiento

Las ecuaciones de movimiento describen la relación entre la posición, la velocidad, y la aceleración de un objeto. El video presenta las ecuaciones y muestra cómo utilizarlas para resolver problemas específicos de caída libre y lanzamiento vertical.

💡velocidad inicial

La velocidad inicial es la velocidad que tiene un objeto en el momento de ser lanzado o dejado caer. En el video, se establece que la velocidad inicial de un objeto en caída libre es cero si se deja caer desde el reposo.

💡altura inicial

La altura inicial es la posición desde la cual un objeto comienza su movimiento. En el video, se utiliza una altura inicial de 50 metros para calcular la velocidad con la que el objeto llega al suelo.

💡ecuación de segundo grado

Una ecuación de segundo grado es una ecuación algebraica que incluye un término cuadrático. En el video, se muestra cómo resolver una ecuación de segundo grado incompleta para encontrar el tiempo de caída de un objeto.

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

suscríbete al canal sigue viendo los

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