La aceleración debido a la gravedad hace que un objeto que cae se acelere a medida que viaja. Debido a que la velocidad de un objeto que cae cambia constantemente, es posible que no pueda medirla con precisión. Sin embargo, puede calcular la velocidad según la altura de la caída; el principio de la conservación de la energía, o las ecuaciones básicas para la altura y la velocidad, proporcionan la relación necesaria. Para usar la conservación de energía, debes equilibrar la energía potencial del objeto antes de que caiga con su energía cinética cuando aterriza. Para usar las ecuaciones físicas básicas para la altura y la velocidad, resuelva la ecuación de altura para el tiempo y luego resuelva la ecuación de velocidad.
Conservación de energía
Determine la altura desde la cual cayó el objeto. Multiplique la altura por la aceleración del objeto debido a la gravedad. La aceleración debida a la gravedad es 32.2 pies /s ^ 2 para unidades inglesas, o 9.8 m /s ^ 2 para unidades SI. Si sueltas un objeto desde 15 pies, por ejemplo, multiplicarías 15 pies * 32.2 pies /s ^ 2 para obtener 483 pies ^ 2 /s ^ 2.
Multiplica el resultado por 2. Por ejemplo, 483 ft ^ 2 /s ^ 2 * 2 = 966 ft ^ 2 /s ^ 2.
Tome la raíz cuadrada del resultado anterior para calcular la velocidad cuando el objeto toca el suelo. La raíz cuadrada de 966 ft ^ 2 /s ^ 2 es 31.1 ft /s, por lo que el objeto en este ejemplo golpearía el suelo viajando a 31.1 ft /s.
Funciones de altura y velocidad
Determine la altura desde la cual cayó el objeto. Multiplique la altura por 2 y divida el resultado por la aceleración del objeto debido a la gravedad. Si el objeto cayó desde 5 m, la ecuación se vería así: (2 * 5 m) /(9.8 m /s ^ 2) = 1.02 s ^ 2.
Toma la raíz cuadrada del resultado para calcule el tiempo que le lleva al objeto caer. Por ejemplo, la raíz cuadrada de 1.02 s ^ 2 es igual a 1.01 s.
Multiplique el tiempo por la aceleración debida a la gravedad para encontrar la velocidad cuando el objeto toca el suelo. Si el objeto tarda 9.9 segundos en tocar el suelo, su velocidad es (1.01 s) * (9.8 m /s ^ 2), o 9.9 m /s.
TL; DR (Demasiado largo; 't Read)
Si puede cronometrar cuánto tiempo tarda el objeto en caer, simplemente multiplique ese tiempo por la aceleración debida a la gravedad para encontrar la velocidad final.
Si desea para conocer la velocidad del objeto en algún punto antes de que toque el suelo, usa la distancia que el objeto ha caído en ese punto en lugar de la distancia al suelo en cualquier ecuación.
Multiplica pies por segundo por 0.68 para encontrar la velocidad del objeto en millas por hora.
Advertencia
Estas ecuaciones no se aplican a objetos caídos desde muy arriba, porque tales objetos alcanzarán una velocidad terminal antes de que toquen el suelo. Si conoce la velocidad terminal de un objeto, divida ese número por la raíz cuadrada de 2 * g para determinar la altura máxima para la cual estas ecuaciones serán válidas para ese objeto.
