caída libre

caída libre

1. En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio.

   • La caída libre se presenta cuando un cuerpo se le deja caer libremente en la cercanía de la superficie del planeta y solo actúa sobre él la fuerza de la gravedad.
     • ¿En qué consiste la caída libre?
       • Es uno de los conceptos que más interés ha tenido en el estudio del movimiento de caída de los cuerpos próximos a la superficie de la tierra.
         • Ejemplo
           • El hecho de lanzar una piedra o simplemente soltarla hasta esperar que caiga sobre el suelo, hacemos un experimento básico sobre este hecho, e incluso podemos darnos cuenta del aumento de la velocidad del objeto mientras el tiempo transcurre.
             • Siempre, la aceleración de la gravedad es una constante que se utilizará y su valor no varía.
               • Ella es igual 9,8 m/seg2
                 • Dos grandes científicos de hace ya muchos años, fueron dos grandes pilares de la física que pusieron el cimiento para el desarrollo y análisis de la caída de los cuerpos, por citar:
                   • Aristóteles creía que, si desde un lugar alto se lanzaba un objeto menos pesado, de poca masa contra otro objeto con características totalmente diferente, es decir, un objeto sumamente pesado, ambos caerían al mismo tiempo y recorriendo velocidades iguales, y eso se creyó durante cientos de años.
                     • Pasó aproximadamente dos milenios, para que llegara el gran Galileo Galilei para darle un cambio radical a esta idea; dedujo que, si se dejan caer simultáneamente dos objetos a la misma altura, uno pesado y otro ligero ambos llegarán o caerán sobre el suelo con la misma aceleración y al mismo tiempo, lo contrario a Aristóteles.
                       • Leyes fundamentales de la caída libre:
                         • A. Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical
                           • B. La caída de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado.
                             • C. Todos los cuerpos caen con la misma aceleración.
                               • La caída libre como sistema de referencia
                                 • Un sistema de referencia ligado a un cuerpo en caída libre puede considerarse inercial o no inercial en función del marco teórico que se esté usando.
                                   • En la física clásica, la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre una masa es proporcional a la intensidad del campo gravitatorio en la posición espacial donde se encuentre dicha masa.
                                     • En la física relativista, la gravedad es el efecto que produce sobre las trayectorias de los cuerpos la curvatura del espacio-tiempo; en este caso, la gravedad no es una fuerza, sino una geodésica.
                                       • Caída libre ideal
                                         • En la caída libre ideal, se desprecia la resistencia aerodinámica que presenta el aire al movimiento del cuerpo, analizando lo que pasaría en el vacío.
                                           • En esas condiciones, la aceleración que adquiriría el cuerpo sería debida exclusivamente a la gravedad, siendo independiente de su masa.
                                             • Por ejemplo:
                                               • si dejáramos caer una bala de cañón y una pluma en el vacío, ambos adquirirían la misma aceleración, , que es la aceleración de la gravedad.
                                                 • Trayectoria en caída libre
                                                   • Caída libre totalmente vertical
                                                     • El movimiento del cuerpo en caída libre es vertical con velocidad creciente (aproximadamente movimiento uniformemente acelerado con aceleración g) (aproximadamente porque la velocidad aumenta cuando el objeto disminuye en altura, en la mayoría de los casos la variación es despreciable).
                                                       • Caída libre parabólica y casi-parabólica
                                                         • Cuando un cuerpo cae en caída libre pero no parte del reposo porque tiene una velocidad no nula, entonces la trayectoria de caída no es una recta sino una curva aproximadamente parabólica.
                                                           • Caída libre desde grandes alturas
                                                             • La caída libre desde grandes alturas en un campo gravitatorio aproximadamente esférico, como es el caso del campo gravitatorio terrestre, requiere correcciones importantes ya que en ese caso ni la magnitud ni la dirección de la fuerza gravitatoria son constantes.
                                                               • Concretamente para un campo gravitatorio newtoniano con simetría esférica, cuando podemos ignorar el rozamiento con la atmósfera, la trayectoria es un arco de elipse.