Calculadora de caída libre
Esta calculadora de caída libre obtiene el tiempo de caída y la velocidad de impacto de un objeto que se suelta desde una altura bajo la gravedad. Ingresa la altura de caída y la calculadora de caída libre devuelve el tiempo que tarda en caer y la velocidad al impactar. Aplica la ecuación de caída libre, h = ½ g t², sin resistencia del aire.
Resultados
La herramienta Calculadora de caída libre forma parte de nuestra colección de Calculadoras de Movimiento y fuerza. Explora más Calculadoras de Movimiento y fuerza para dimensionar, convertir y revisar tu trabajo junto con esta herramienta.
Qué muestra la calculadora de caída libre
Cuando un objeto cae solo con la gravedad actuando sobre él, su movimiento lo define una sola aceleración, g. Esta calculadora de caída libre usa la altura de caída para obtener cuánto tarda la caída y qué tan rápido va el objeto al llegar al suelo. Aplica la ecuación de caída libre para un objeto que parte del reposo, sin tomar en cuenta la resistencia del aire.
La ecuación de caída libre
La ecuación de caída libre relaciona la altura de caída con el tiempo de caída y la velocidad de impacto:
Despejada para el tiempo, t = √(2h ÷ g), y la velocidad de impacto es v = g × t, que es igual a √(2gh). g es la aceleración de la gravedad, 9.81 m/s² en la Tierra. La calculadora de caída libre las resuelve juntas, así que una sola altura da el tiempo y la velocidad.
Ejemplo de la fórmula de caída libre
Un objeto que se suelta desde 10 m en la Tierra. La fórmula de caída libre da:
Así que el objeto llega al suelo después de 1.43 segundos a 14 m/s. Cambia la altura y la calculadora de caída libre actualiza el tiempo y la velocidad al instante.
Cómo usar la calculadora de caída libre
Ingresa la altura de caída en metros y el valor de la gravedad, y la calculadora de caída libre devuelve el tiempo de caída en segundos y la velocidad de impacto en metros por segundo y kilómetros por hora. Usa 9.81 m/s² para la Tierra, o cámbialo para la Luna u otro cuerpo. Se supone que el objeto parte del reposo, que es el caso habitual de caída libre.
Cómo leer el resultado de la calculadora de caída libre
El tiempo de caída te dice cuánto tarda la caída; la velocidad de impacto te dice qué tan rápido va el objeto al llegar al suelo. Como la altura queda dentro de una raíz cuadrada para el tiempo, duplicar la altura no duplica el tiempo, lo multiplica por alrededor de 1.4. La velocidad de impacto crece de la misma forma. Estos resultados ignoran la resistencia del aire, así que un objeto ligero o ancho, como una pluma o un paracaídas, cae más despacio de lo que muestra la calculadora de caída libre.
Cuándo usar la calculadora de caída libre
- Resolver problemas de física con la calculadora de caída libre
- Obtener el tiempo de caída y la velocidad de impacto con una altura
- Usarla como calculadora de distancia en caída libre al despejar la altura
- Comparar la gravedad en la Luna o en otros cuerpos
Errores comunes con la calculadora de caída libre
- Esperar que la masa importe. Sin resistencia del aire, todos los objetos caen al mismo ritmo.
- Olvidar la raíz cuadrada. El tiempo crece con la raíz cuadrada de la altura, así que el doble de altura no es el doble de tiempo.
- Ignorar la resistencia del aire. Una pluma o un paracaídas caen mucho más lento de lo que muestra la fórmula ideal.
Consejos para problemas de caída libre
- Usa 9.81 m/s² para la Tierra y cambia g para otros cuerpos.
- Supón que el objeto parte del reposo en la caída libre estándar.
- Recuerda que los resultados ignoran la resistencia del aire.
La fórmula de caída libre en física
La fórmula de caída libre en física es un resultado directo de la aceleración constante. Partiendo del reposo, la distancia recorrida crece con el cuadrado del tiempo, h = ½ g t², porque el objeto sigue acelerando mientras cae. La ecuación de caída libre en física que aprenden los estudiantes es la misma relación despejada: resuélvela para t y obtienes el tiempo de caída, o combina ambas para obtener v = √(2gh), la velocidad de impacto, sin necesitar primero el tiempo. La fórmula del movimiento en caída libre ignora la resistencia del aire, así que es exacta para objetos densos en caídas cortas y una buena aproximación para muchos casos cotidianos. En caídas largas, un objeto real llega a su velocidad terminal, donde el arrastre equilibra la gravedad y la velocidad deja de subir, algo que la fórmula ideal no capta.
Calculadora de distancia y de tiempo en caída libre
La misma ecuación funciona en todas las direcciones. Como calculadora de distancia en caída libre, despejas la altura, h = ½ g t², para obtener cuánto cae un objeto en un tiempo dado; después de 2 segundos en la Tierra son unos 19.6 m. Como calculadora de tiempo de caída libre, despejas t con la altura. Y la velocidad de impacto sale de cualquiera de las dos. Para un movimiento que no es caída libre, donde el objeto tiene una velocidad inicial o una aceleración distinta, la calculadora de velocidad distancia y tiempo maneja el caso general. La caída libre es la versión limpia en la que la gravedad hace todo el trabajo.
Valores de la ecuación de caída libre según la altura
Tiempo de caída y velocidad de impacto según la altura de caída en la Tierra, con la ecuación de caída libre:
| Altura de caída | Tiempo de caída | Velocidad de impacto |
|---|---|---|
| 5 m | 1.01 s | 9.9 m/s |
| 10 m | 1.43 s | 14.0 m/s |
| 20 m | 2.02 s | 19.8 m/s |
| 50 m | 3.19 s | 31.3 m/s |
| 100 m | 4.52 s | 44.3 m/s |
Preguntas frecuentes: Calculadora de caída libre
¿Cuál es la ecuación de caída libre?
La ecuación de caída libre es h = la mitad de g por t al cuadrado, que se despeja como t = raíz cuadrada de (2h / g). La calculadora de caída libre la resuelve para el tiempo y la velocidad de impacto.
¿Cuál es la fórmula de caída libre para la velocidad de impacto?
La velocidad de impacto es v = g por t, que también es igual a la raíz cuadrada de 2gh. Para una caída de 10 m son unos 14 m/s.
¿La masa afecta la caída libre?
No. En la fórmula de caída libre en física sin resistencia del aire, todos los objetos caen al mismo ritmo, así que un objeto pesado y uno ligero llegan juntos al suelo desde la misma altura.
¿Incluye la resistencia del aire?
No. Es la caída libre ideal. Un objeto ligero o ancho, como una pluma o un paracaídas, cae más despacio de lo que muestra la calculadora de caída libre.