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Caída libre

Física

Conceptos clave

La caída libre es el movimiento bajo solo la gravedad (sin resistencia del aire).
La aceleración es $g \approx 9{,}81\,\text{m s}^{-2}$ hacia abajo, igual para todos los cuerpos.
Es un MRUA vertical: valen las ecuaciones SUVAT con $a=g$ .
La masa no influye en la aceleración de caída.

La aceleración de la gravedad

Cerca de la superficie, $g \approx 9{,}81\,\text{m s}^{-2}$ (a veces se aproxima a 10).
Actúa siempre hacia abajo, tanto al subir como al bajar.
En el punto más alto de un lanzamiento, $v=0$ pero $a=g$ (sigue acelerando hacia abajo).

Ecuaciones con g

$v = u + gt$
$s = ut + \tfrac{1}{2}gt^2$
$v^2 = u^2 + 2gs$
Toma un sentido positivo (p. ej. hacia abajo +) y coloca los signos coherentes.

Subida y bajada

Lanzado hacia arriba, sube frenando ( $g$ en contra) hasta que $v=0$ .
Luego baja acelerando; el tiempo de subida es igual al de bajada.
Regresa al punto de lanzamiento con la misma rapidez (sentido opuesto).

Ejemplo resuelto

Problema: se suelta una piedra ( $u=0$ ) desde cierta altura. ¿Qué velocidad lleva tras 3 s? ( $g=9{,}81$ )
$v = u + gt = 0 + 9{,}81\times3 = 29{,}4\,\text{m s}^{-1}$ hacia abajo.
Distancia caída: $s = ut + \tfrac{1}{2}gt^2 = 0 + \tfrac{1}{2}\times9{,}81\times3^2 = 44{,}1\,\text{m}$ .

En el examen IB

Error frecuente: creer que $a=0$ en el punto más alto; ahí $v=0$ pero $a=g$ .
Sé coherente con los signos: si "arriba" es positivo, entonces $g$ es negativa.
Sin resistencia del aire, una pluma y una piedra caen con la misma aceleración.
"Se suelta" o "se deja caer" significa $u=0$ .