CAIDA LIBRE

UN DIA EN LA VIDA DE UN ASTRONAUTA

Por: Mauricio Giraldo. (Coordinador de astronomía de Maloka)

Vivir en el espacio no es cosa fácil…No solo por el rápido movimientos de la estación espacial alrededor de la tierra que hace que los astronautas aprecien el amanecer y el atardecer cada 45 minutos, sino porque gracias a que la nave espacial está en una caída permanente alrededor de la tierra, sin tocar el suelo, se percibe ausencia de la fuerza gravitacional. En estas condiciones, cualquier oportunidad que para nosotros pude ser normal es todo un reto en el espacio, particularmente por que no cuentan con algo que para nosotros es tan cotidiano que no le prestamos atención: la fuerza de gravedad.

Por ejemplo, para nosotros la dificultad de bañarse radica en tomar la decisión y dejar el resto a la gravedad; en las condiciones en las que se viven en el espacio es muy diferente. Debido a que la fuerza gravitacional es muy pequeña (o microgravedad)  el agua no se desliza por el cuerpo, como suele suceder, sino que se adhiere a la piel. Por esta razón los astronautas utilizan dos esponjas: una para el jabón y otra para secarse el cuerpo; el exceso de agua es succionado y dirigido al tanque de agua residual…

…Y al dormir es muy diferente. Para no andar flotando por la nave mientras se entrega el astronauta a los brazos de Morfeo (Dios Griego del Sueño), se deben amarrar a su camas, que no son iguales a las que acostumbramos usar, sino que son más parecidas a las bolsas de dormir que se emplean en los campamentos. Como los días y las noches pasan tan rápidamente, para dormir emplean casco  que los aislan de la luz y del excesivo ruido que generan los instrumentos y compañeros, porque “se ronca con o sin gravedad”.

…Y el desayuno se realiza en un  espacio tan grande como cualquier cocina común, 4m de largo por 2.5 de ancho. Lo curioso  es que allí no sólo se come, sino que se baña, se duerme y se juega. El lugar tiene un baño, un lavamanos, un horno, un refrigerador-congelador, un equipo para hacer ejercicios, cabina para dormir y una tabla de cocina. El baño se compone e lavamanos y del embudo para la orina. Los astronautas se sientan en la taza del baño y se fijan con un par de barras de la cintura y se amarran los pies. El baño trabaja como una aspiradora. Cada astronauta tiene un embudo personal para orinar, que tiene que se unido al adaptador de la manguera. Los ventiladores aspiran el aire a través del embudo y lo depositan en el tanque de las aguas residuales. Los envases y utensilios para tomar el alimento luego de ser usados se limpian con toallas húmedas esterilizadas eliminando la necesidad de fregadero de platos.

Como ven,  vivir en el espacio no es nada fácil, pero con todo ello cualquiera de nosotros daría lo que fuera por tener tan magnifica experiencia y poder ver la tierra desde un lugar único en el universo.     

     CAIDA LIBRE

La caída libre de un cuerpo corresponde a un MUV,  en el no se tiene en cuenta el empuje del aire. Se conoce también como Caída de Graves.

  

PRINCIPIO DE GALILEO:

“En el vacío todos los cuerpos caen con la misma aceleración, independientemente de su forma, masa o tamaño”.       

tiempo (s)	distancia (m)	velocidad  m/s
0	0	0
1	4.9	9.8
2	19.6	19.6
3	44.1	29.4
4	78.4	39.2

 Caída de un objeto 


Los ejes de la gráfica representan la distancia al punto inicial y el tiempo transcurrido desde que se deja caer un objeto cerca de la superficie terrestre. La gravedad acelera el objeto, que sólo cae unos 20 metros en los primeros dos segundos, pero casi 80 metros en los dos segundos siguientes.


Video recomendado:

 hhttp://www.youtube.com/watch?v=e6wXsAeICRc&feature=player_embedded#!

Al ser un MUV se le aplican las ecuaciones de este movimiento, con la particularidad de que la aceleración es constante y corresponde a la aceleración de la gravedad terrestre ( g =  9.8 m/s²) . Para una mayor funcionalidad se trabajará en los problemas g = 10 m/s²).

Al lanzar el cuerpo hacia arriba el movimiento es un MUR.

Hacia abajo es un MUA con o sin Vi, según el caso.

ECUACIONES:

Vf = Vi + gt

h =  Vi.t + ½ gt²

2gh = Vf² - Vi²

Convenciones

Tome +g  bajando y –g subiendo.

g =  9.8 m/s²  significa que en cada segundo de caída el cuerpo aumenta su velocidad 9.8 m/s y en cada segundo de subida pierde 9.8 m/s.

Cuando el cuerpo asciende a la máxima altura  su velocidad va disminuyendo hasta que su vf vale cero.

Al lanzar un cuerpo hacia arriba gasta el mismo tiempo subiendo que bajando.

Tiempo de vuelo es el tiempo que dura un objeto e el aire.  tv = ts + tb.


Lea la siguiente noticia:


http://www.sport.es/es/noticias/deporte-extremo/felix-baumgartner-saltara-caida-libre-desde-estratosfera-1394861

TALLER No  7

En la solución de los siguientes problemas tome la gravedad, g = =  10 m/s²

1.-Se deja caer un objeto desde un edificio de 300 m de altura, calcular la velocidad y el tiempo que tarda en llegar al suelo.

2.-Se lanza un objeto, situado inicialmente en el origen, hacia arriba con una velocidad de 60 m/s, calcular la máxima altura que alcanza.

3.-Se lanza un objeto hacia arriba con una velocidad inicial de 40 m/s, desde el techo de un edificio de 100 m de altura. Calcúlese la máxima altura sobre el suelo y la velocidad con que retorna al mismo.

4.-Se lanza un objeto hacia abajo, con velocidad inicial de 10 m/s, desde una altura de 300 m. Calcular la velocidad con que llega al suelo.

5.     Desde un avión se deja caer un artefacto el cual toca tierra 10 seg más tarde. ¿A qué altura volaba el avión?.

6.     ¿Cuánto tarda en caer un cuerpo desde 25 metros de altura?.

7.     Un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba con una velocidad de 156.8 m/s. Calcular:

a.     Altura del cuerpo recorrida en los 8 primeros segundos,

b.    Altura máxima alcanzada.

c.     Tiempo que duró en el aire. (t de vuelo).

8.     Desde los alto de una torre se deja caer un cuerpo que toca el suelo 3,5 seg después.

a.     ¿Que altura tiene la torre?.

b.    ¿Con qué velocidad toca suelo?

9.     Una pelota es lanzada verticalmente hacia arriba desde el suelo. Un estudiante se encuentra en una ventana situada a  12 metros del suelo y la pelota pasa en ese momento a 5.4 m/s hacia arriba.

a.     ¿Qué altura máxima alcanza la pelota?

b.    ¿Cuánto tiempo tarda la pelota en alcanzar la altura máxima desde que la ve el estudiante frente a él?.

10.  Un astronauta deja caer una pluma en la luna a 1.5 m de su superficie. ¿Cuánto tiempo tarda la pluma en tocar piso lunar?.

PREGUNTAS.

1. ¿Qué sucede con el valor de la velocidad en cada segundo que transcurre para un cuerpo que cae libremente?.

2. Se dejan caer simultáneamente desde una misma altura dos hojas de papel idénticas, una lisa y otra arrugada. ¿Por qué llega primero al suelo la hoja arrugada?.

3. ¿Qué criterios se deben tener en cuenta para afirmar que una pluma y una moneda que se sueltan simultáneamente desde la misma altura , caen al tiempo?.

4. ¿En los sitio donde hay vacío los objetos caen o flotan?. Justifique la respuesta.

5. Un habitante de un planeta X deja caer un objeto desde una altura de 64m y observa que éste tarda 4 segundos en caer al piso. ¿Cómo se podría encontrar la aceleración debido  a la gravedad del planeta X?.