Caída libre

Cuando un objeto se mueve verticalmente sólo bajo la acción de la fuerza de la gravedad, decimos que está en "caída libre".

En el vacío (ausencia de aire), todos los cuerpos, con independencia de su forma o de su masa, caen con idéntica aceleración en un lugar determinado, próximo a la superficie terrestre.

Lectura previa: Aquiles y Doña Tortuga en el Parque de Atracciones

• Galileo Galilei (1564-16429)

Primera ley de Galileo de la Caída Libre: "EN EL VACÍO (ausencia de aire), TODOS LOS CUERPOS CAEN CON IGUAL ACELERACIÓN"

Aristóteles afirmaba que todos los cuerpos caen al suelo con una velocidad proporcional a su peso; sin embargo, Galileo llegó a la conclusión de que esto no podía ser cierto.

Deducción de Galileo:

Galileo imaginó dos piedras, una ligera y otra más pesada en caída libre. La más pesada, según Aristóteles, debe caer más rápidamente que la más ligera. ¿Pero qué sucedería si las dos estuvieran firmemente unidas? ¿La más ligera frenaría a la más pesada, dando por resultado una caída más lenta? ¿O las dos se comportarían juntas como un objeto más pesado y bajarían más rápidamente?

La discusión puede ir más lejos. ¿Qué pasaría si las dos piedras no estuvieran unidas firmemente, sino atadas por una cuerda? ¿Las dos piedras entonces "sabrían" que estaban atadas para caer así más rápidamente (o más lentamente)?

La respuesta, por supuesto, es que no tiene sentido que un objeto más ligero pueda tirar hacía abajo (o hacía arriba) de un objeto más pesado, tampoco es posible que un objeto "sepa" cuándo está atado a otro.

Cuando Galileo hizo su estudio sobre la caída de los cuerpos, dio origen al nacimiento de la Física moderna, como la ciencia en la que las afirmaciones, por más razonables que parezcan, no se dan por ciertas hasta que no se comprueban. Puedes consultar la Biografía de Galileo

El astronauta David Scott del Apolo 15 comprobó la hipótesis de Galileo en la Luna, dónde al no ver atmósfera, no hay resistencia del aire en la caída de los cuerpos. Si quires puedes ver la película realizada por la NASA (película de 2248 K, formato ".avi") dónde podrás ver y oír a David Scott como deja caer una pluma y un martillo, comprobándose que llegan al suelo al mismo tiempo.

Aquí tienes diferentes direcciones de Internet en dónde podrás encontrar simulaciones de la verificación de la hipótesis de Galileo sobre la caída de los cuerpos:

• Caída Libre

• Experimento de la Torre Inclinada de Pisa

• Caída Libre

• ACTIVIDADES

1. Un cuerpo de 100 kg cae libremente desde una altura de 100 m. ¿Qué aceleración lleva al cabo de un segundo? ¿Y a los tres segundos?
   
2. Supongamos que una persona, desde la azotea de un edificio, lanza un objeto verticalmente hacia arriba desde una altura "H" respecto a la acera. Dibuja los vectores velocidad y aceleración en los siguientes instantes: a) En el momento del lanzamiento. b) Cuando está subiendo. c) En el punto de máxima altura. d) Cuando vuelve a pasar por la azotea. e) Cuando sigue bajando. f) En el instante en que llega al suelo.
   
3. Un objeto que se ha dejado caer desde un cuarto piso tarda 2 s en llegar al suelo. ¿Desde qué altura ha caido?
   
4. Un objeto se deja caer desde una altura de 20 m y tarda en llegar al suelo 2 s. Ese mismo objeto se deja caer desde una altura de 10 m, encontrándose que el tiempo que tarda en llegar al suelo es: a) 1s; b) Menos de 1s; c) Más de 1s. Indica de forma razonada cuál es la respuesta correcta.
   
5. Se lanza verticalmente hacia abajo un objeto con una velocidad de 15 km/h. Si tarda 1,2 s en llegar al suelo, calcula la altura desde la que se lanzó.
   
6. Se lanza verticalmente hacia abajo un objeto con una velocidad de 1,5 m/s. Si la velocidad con que llega al suelo es de 18 m/s. Calcula la altura desde la que se lanzó.
   
7. Desde una altura de 15 m se lanza hacia arriba, un objeto con una velocidad de 4 m/s. Calcula la altura máxima que alcanzará.
   

• Puedes comprobar lo resultados obtenidos y realizar más actividades en Física con Ordenador, curso interactivo de física en Internet.

• Para un estudio de la caida libre con calculadoras gráficas y simbólicas puedes visitar Calcumat

• Para ampliar la información busca en Internet

(Ayuda) Buscar en Internet Buscar en www.omerique.net

-- MaiteRuiz - 31 Oct 2004

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