Tiro Vertical
El tiro vertical es el movimiento rectilíneo de un cuerpo lanzado hacia arriba o abajo bajo la sola acción de la gravedad.
El tiro vertical es el movimiento de un cuerpo lanzado hacia arriba (o hacia abajo) en línea recta, con una velocidad inicial, y sobre el que actúa únicamente la gravedad. Es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: la aceleración es constante, de módulo g ≈ 9,8 m/s² y dirigida siempre hacia el suelo. Al subir el cuerpo frena, se detiene un instante en el punto más alto y vuelve a caer.
¿Qué es el tiro vertical?
Se estudia dentro de la cinemática, como un caso particular del movimiento rectilíneo uniformemente variado. Se desprecia la resistencia del aire, de modo que la única fuerza que actúa es el peso y la aceleración es la de la gravedad, g = 9,8 m/s² (valor medio cerca de la superficie terrestre; 9,81 m/s² también es común). Es muy parecido a la caída libre, pero en esta el cuerpo parte del reposo (v₀ = 0), mientras que en el tiro vertical se lanza con una velocidad inicial v₀ distinta de cero, hacia arriba o hacia abajo.
Fórmulas del tiro vertical
Se toma el eje y positivo hacia arriba, con lo que la aceleración vale −g:
Para un lanzamiento hacia arriba desde el suelo, se derivan tres resultados importantes:
| Magnitud | Fórmula | Significado |
|---|---|---|
| Altura máxima | h_máx = v₀² / (2·g) | En ese punto v = 0 |
| Tiempo de subida | t_sub = v₀ / g | Tiempo hasta la altura máxima |
| Tiempo de vuelo | t_vuelo = 2·v₀ / g | Ida y vuelta al punto de partida |
Variables: v₀ velocidad inicial (m/s), v velocidad en el instante t (m/s), y posición o altura (m), g aceleración de la gravedad (m/s²) y t tiempo (s).
Características del movimiento
- La aceleración es constante y siempre apunta hacia abajo, tanto al subir como al bajar.
- En el punto más alto la velocidad es nula, pero la aceleración sigue valiendo g.
- El tiempo de subida es igual al de bajada, siempre que se regrese al mismo nivel.
- El cuerpo vuelve al punto de partida con la misma rapidez con que salió, pero con sentido contrario.
- Es independiente de la masa (sin aire, una pluma y un martillo se mueven igual, como demostró el astronauta David Scott en la Luna en 1971).
- Hay conservación de la energía mecánica: la energía cinética se transforma en energía potencial al subir y viceversa al bajar.
Ejemplos
- Lanzar una pelota hacia arriba con la mano.
- Un saltador de altura al despegar del suelo.
- El disparo vertical de un proyectil o de fuegos artificiales.
- Un objeto lanzado hacia abajo desde un puente (v₀ negativa en nuestro eje).
Ejercicios resueltos
1. Se lanza una pelota hacia arriba a 20 m/s. Calcula la altura máxima, el tiempo de subida y el tiempo de vuelo (g = 9,8 m/s²).
h_máx = v₀²/(2g) = 400 / 19,6 ≈ 20,4 m. t_sub = v₀/g = 20 / 9,8 ≈ 2,04 s. t_vuelo = 2 × 2,04 ≈ 4,08 s. Resultado: h_máx ≈ 20,4 m; t_sub ≈ 2,04 s; t_vuelo ≈ 4,08 s.
2. Con la misma pelota lanzada a 15 m/s desde el suelo, ¿cuál es su velocidad al pasar por 10 m de altura?
v² = v₀² − 2·g·y = 225 − 2 × 9,8 × 10 = 29, de donde v ≈ 5,4 m/s. Resultado: v ≈ 5,4 m/s (en la subida hacia arriba; en la bajada, 5,4 m/s hacia abajo).
3. Desde la azotea de un edificio de 40 m se lanza una piedra hacia arriba a 10 m/s. ¿Cuánto tarda en llegar al suelo y con qué rapidez llega?
Con y₀ = 40 m: 0 = 40 + 10·t − 4,9·t², es decir, 4,9·t² − 10·t − 40 = 0. t = [10 + √(100 + 784)] / 9,8 = (10 + 29,73) / 9,8 ≈ 4,05 s. Velocidad: v = 10 − 9,8 × 4,05 ≈ −29,7 m/s. Resultado: t ≈ 4,05 s; llega a ≈ 29,7 m/s hacia abajo.
4. ¿Con qué velocidad inicial hay que lanzar un objeto hacia arriba para que alcance 5 m?
v₀ = √(2·g·h) = √(2 × 9,8 × 5) = √98 ≈ 9,9 m/s. Resultado: v₀ ≈ 9,9 m/s (unos 36 km/h).
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre tiro vertical y caída libre?
En la caída libre el cuerpo parte del reposo (v₀ = 0) y solo desciende; en el tiro vertical se lanza con una velocidad inicial hacia arriba o hacia abajo. Las fórmulas son las mismas.
¿Qué aceleración tiene un objeto en su punto más alto?
Sigue siendo g (9,8 m/s² hacia abajo). Lo que vale cero en ese punto es la velocidad, no la aceleración.
¿Por qué el tiempo de subida es igual al de bajada?
Porque la aceleración es constante y el movimiento es simétrico: el cuerpo regresa al punto de lanzamiento con la misma rapidez que tenía al salir.
¿Influye la masa del objeto?
No, si se desprecia el aire. Todos los cuerpos caen con la misma aceleración, independientemente de su masa.
Referencias
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
- Halliday, D., Resnick, R. y Walker, J. Fundamentos de física. Wiley.
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
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Equipo de Conceptualia. (2026). «Tiro Vertical». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/tiro-vertical/
