Mecánica caida libre y tiro vertical
#1
Hola proferora. Tanto tiempo! Sigo en instancia de final. Por eso estoy repasando. Estoy estudiando por mi cuenta. Quizás vaya a una clase de mi sede. Pero, no explican nada bien!
Aquí tengo dudas:

Un objeto es arrojado verticalmente hacia arriba desde la terraza de un edificio, alcanza cierta altura y regresa al punto de partida al cabo de 10 seg. Despreciando la resistencia del aire y considerando como sistema de referencia un eje vertical con sentido positivo hacia arriba puede afirmarse que:

Seleccione una o más de una:
a. Al ascender su velocidad disminuye y al descender aumenta.
b. Al ascender su rapidez disminuye y al descender aumenta.
c. A los 3 seg se encontraba a la misma altura que a los 7 seg.
d. En el primer segundo recorrió menor distancia que en el último segundo.
e. En el primer segundo recorrió la misma distancia que en el último segundo.
f. Al alcanzar su altura máxima la velocidad y la aceleración son nulas.

Lo que interpreto es que se desprecia la fuerza de rozamiento con el aire por lo tanto la aceleración será la gravedad(10m/seg2) tanto en caida libre como tiro vertical. Esto es así porque tiene eje vertical ya que por más que se desprecie la fza de rozamiento en plano inclinado por ejemplo, no es la aceleración la gravedad porque está la normal. Eso igual me cuesta entender!! Me cuesta mucho etsa materia. Yo hago razonamientos y si usted no le molesta corrijame.
*Sistema positivo hacia arriba" implica que: -el signo de la velocidad si sube es positivo y si baja es negativo?
                                                               -y para la altura o sea las posiciones.. Porque mucho no lo pienso.
Otra cosa que me cuesta mucho. Rapidez es el módulo de la velocidad, cierto? y velocidad se concidera signo y módulo porque es una magnitud vectorial?

a)Al ascender la velocidad disminuye a 0m/seg porque va en contra de la gravedad. Le está quitando velocidad y llega a cero en el momento que se detiene en su altura máxima. Ahora eso es si el sistema de referencia es positivo hacia arriba y si es negativo hacia arriba no es que también llega a 0 porque se detiene. Juro que me cuesta mucho esto. Me mareo
Que aumente la Velocidad implica que aumente que cosa? y la rapidez? Eso tiene que ver con sistema de referencia.
Para mí la a)es correcta.
b)también correcta
c) No entiendo como hacerlo.
d)esta tambien es segun si el sistema de referencia es positivo hacia arriba? Lo explico mejor de como interpreto el sistema de referencia. Tiene que ver en la colocación del punto de la posición inicial como final? o solamente importa la V y la gravedad.
o sea que el sistema de referencia esté puesto (positivo hacia arriba) también implica que como es una altura o distancia de 10m puede ser en Xo o en Xf o importa según el sistema de referencia? Sinceramente no sé.. DX= Xf- Xo= puede ser en tiro vertical 10m -0m(según cual tome ek sistema de referencia)o DX= Xf- Xo= 0-10m
No entiendo me marea es de Citep. Los de la guía los hice. Incluso de parciales pero me hace dudar todo esto.
La e) no entiendo absolutamente nada. Porque me cuesta concepto de sistema de referencia.
f)siempre altura maxima se refiere a tiro vertical no a caida libre cierto? Y siempre la Velocidad será nula. Pero la aceleracion es de módulo 10 por ende, es falsa.

Muchas gracias y saludos! Dentro de todo lo poco que entiendo es por tus explicaciones.
Responder
#2
Hola Luna,

Efectivamente en problemas de tiro vertical, se desprecia la fuerza de rozamiento con el aire, a menos que el problema indicara explícitamente lo contrario. Así que, sí, la aceleración es la de la gravedad, ya que la única fuerza que sufre el cuerpo es el PESO.

Cita:Esto es así porque tiene eje vertical ya que por más que se desprecie la fza de rozamiento en plano inclinado por ejemplo, no es la aceleración la gravedad porque está la normal. Eso igual me cuesta entender!!

No se trata de que el movimiento sea vertical y por eso tenga la aceleración de la gravedad.... la aceleración de la gravedad, se da en movimientos donde la UNICA FUERZA APLICADA es el Peso.

La fuerza NORMAL, es una fuerza HECHA POR UNA SUPERFICIE en la cual el cuerpo está apoyado... así que, si el cuerpo no está apoyado sobre nada, no hay normal.

Cuando un cuerpo va por un plano inclinado, el Peso tiene sólo una componente en la dirección de movimiento: es sólo Px, así que la aceleración está relacionada con Px, y con el rozamiento, su lo hubiera, u otras fuerzas, si las hubiera. Pero la componente Py del peso "se compensa" con la Normal. Por eso, la aceleración en plano inclinado NO da la de la gravedad.

Otro ejemplo: si un cuerpo se mueve verticalmente pero sostenido por un cable (ejemplo: se sube un paquete mediante una cuerda), ahí la aceleración NO es la de la gravedad, porque hay PESO y TENSION, y no sólo el Peso.

Como regla general: la aceleración es consecuencia de las fuerzas aplicadas, entonces en cada caso hay que hacer el DCL, y plantear la 2da. Ley.

Cita:*Sistema positivo hacia arriba" implica que: -el signo de la velocidad si sube es positivo y si baja es negativo?
-y para la altura o sea las posiciones.. Porque mucho no lo pienso.

Sí, los signos para la velocidad son así con ese sistema. Y en cuanto a la posición: si es "positivo hacia arriba", significa que X va aumentando hacia arriba... "Sistema positivo hacia arriba" es colocar una cinta métrica imaginaria, con el cero en el piso, por ejemplo, y los números (positivos) aumentando para arriba.

Cita:Otra cosa que me cuesta mucho. Rapidez es el módulo de la velocidad, cierto?

Sí, correcto.

Cita:y velocidad se concidera signo y módulo porque es una magnitud vectorial?

Correcto.

(Después sigo con las otras preguntas)

Saludos,
Miriam
Responder
#3
Hola Luna, aquí sigo con la otra parte:

Cita:a)Al ascender la velocidad disminuye a 0m/seg porque va en contra de la gravedad. Le está quitando velocidad y llega a cero en el momento que se detiene en su altura máxima. Ahora eso es si el sistema de referencia es positivo hacia arriba y si es negativo hacia arriba no es que también llega a 0 porque se detiene. Juro que me cuesta mucho esto. Me mareo
Que aumente la Velocidad implica que aumente que cosa? y la rapidez? Eso tiene que ver con sistema de referencia.
Para mí la a)es correcta.

Si en este problema se le llama "velocidad" a lo que en Física se le llama velocidad, entonces no es correcta la opción, por lo siguiente: la velocidad es un vector, es decir que además de módulo, tiene dirección y sentido. En este caso, la dirección es VERTICAL (tanto cuando sube como cuando baja), pero como cambia el SENTIDO, cambia el SIGNO, entonces: si el sistema es positivo hacia arriba, la velocidad va a ser POSITIVA cuando sube, y negativa cuando baja.... Y cuando baja, la velocidad se hace ***cada vez más negativa***, entonces aunque su "módulo" aumenta, la velocidad DISMINUYE.

Otro ejemplo: si la temperatura pasa de 4° bajo cero a 14° bajo cero, DISMINUYE también. Bueno, si la velocidad pasa de -3 a -5, rigurosamente hablando DISMINUYO, aunque está claro que su valor absoluto aumentó.

Es decir que esta opción es falsa, porque si el sistema es positivo hacia arriba, la VELOCIDAD como tal, está disminuyendo siempre.

Cita:b)también correcta

Esta sí, es correcta, porque se refiere a la RAPIDEZ que es el VALOR ABSOLUTO de la velocidad.

Cita:c) No entiendo como hacerlo.

Tené en cuenta que el cuerpo regresa *al punto de partida* a los 10 segundos. Entonces, ¿cuánto tarda en llegar a la altura máxima? Acordáte que un tiro vertical es *simétrico*, las parábolas son simétricas. Hacé un grafiquito cualitativo de la posición vs. tiempo... trazá un eje vertical que pase por el vértice, fijáte que queda partida la parábola en dos partes iguales... ahí te vas a dar cuenta no sólo de c), sino que también te va a servir para analizar d) y e).

Cita:d)esta tambien es segun si el sistema de referencia es positivo hacia arriba? Lo explico mejor de como interpreto el sistema de referencia. Tiene que ver en la colocación del punto de la posición inicial como final? o solamente importa la V y la gravedad.
o sea que el sistema de referencia esté puesto (positivo hacia arriba) también implica que como es una altura o distancia de 10m puede ser en Xo o en Xf o importa según el sistema de referencia? Sinceramente no sé.. DX= Xf- Xo= puede ser en tiro vertical 10m -0m(según cual tome ek sistema de referencia)o DX= Xf- Xo= 0-10m
No entiendo me marea es de Citep. Los de la guía los hice. Incluso de parciales pero me hace dudar todo esto.
La e) no entiendo absolutamente nada. Porque me cuesta concepto de sistema de referencia.

En las opciones d) y e) no tiene nada que ver acá el sistema de referencia. Una *distancia recorrida*, es independiente del lugar donde elijas el "cero" para medirlo. Lo que sí depende del sistema de referencia es la POSICION de un cuerpo. Porque la posición es la UBICACION, medida desde cierto "cero" que se ELIGE.

NO tenés que confundir DESPLAZAMIENTO con DISTANCIA. El desplazamiento es una diferencia entre dos posiciones (DeltaX = Xf - Xi), y su signo sí puede depender del sistema de referencia. Pero una DISTANCIA es siempre positiva, no depende del sistema, es simplemente trazar una línea recta entre dos puntos y medirla.

Cita:f)siempre altura maxima se refiere a tiro vertical no a caida libre cierto? Y siempre la Velocidad será nula. Pero la aceleracion es de módulo 10 por ende, es falsa.

Sí, correcto, la f) es falsa.
Si se tratara de una caída libre, la "altura máxima" se da justo en el momento de dejar caer el cuerpo. Igual también sería falsa, porque ni bien se deja caer algo, v = 0 pero la aceleración es la de la gravedad (De todos modos, aquí el problema aclara que es un tiro vertical).

Con respecto a un SISTEMA DE REFERENCIA: en cinemática, donde sólo se estudian movimientos rectilíneos, un "sistema de referencia" consiste en:

- ELEGIR (repito, ELEGIR) un punto al que llamamos "cero". La mayoría de las veces, le ponemos x = 0 al punto de donde sale el cuerpo, aunque a veces conviene elegir otro "cero". (Por ejemplo: se podría poner x = 0 al nivel del PISO, aunque el objeto no salga del piso).

- Una vez elegido el "cero", hay que ELEGIR hacia dónde van los positivos o los negativos. O sea: tenemos una recta (el eje X) con números: -4,-3-2,-1,0,1,2,3,4.... Si ponemos los negativos debajo del cero, y los positivos arriba del cero, eso es un "sistema positivo hacia arriba" y viceversa.

Si el movimiento es horizontal, y ponemos los positivos a la derecha del cero, eso es "positivo hacia la derecha".

El sistema de referencia influye en los signos de las velocidades y de la aceleración. Por eso, una vez elegido el sistema, hay que poner los signos consistentemente en la velocidad inicial, en la aceleración, etc.

Avisáme si te quedan dudas.

Saludos,
Miriam
Responder


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