Caida libre


En la física newtoniana , la caída libre es cualquier movimiento de un cuerpo donde la gravedad es la única fuerza que actúa sobre él. En el contexto de la relatividad general , donde la gravitación se reduce a una curvatura espacio-temporal , un cuerpo en caída libre no tiene ninguna fuerza que actúe sobre él.

Un objeto en el sentido técnico del término "caída libre" puede no estar cayendo necesariamente en el sentido habitual del término. Normalmente, no se puede considerar que un objeto que se mueve hacia arriba está cayendo, pero si está sujeto únicamente a la fuerza de la gravedad, se dice que está en caída libre. Por tanto, la Luna está en caída libre alrededor de la Tierra , aunque su velocidad orbital la mantiene en una órbita muy lejana de la superficie de la Tierra .

En un campo gravitacional aproximadamente uniforme , en ausencia de cualquier otra fuerza, la gravitación actúa sobre cada parte del cuerpo aproximadamente por igual. Cuando no se ejerce una fuerza normal entre un cuerpo (por ejemplo, un astronauta en órbita) y los objetos que lo rodean, se producirá una sensación de ingravidez , una condición que también ocurre cuando el campo gravitacional es débil (como cuando está lejos de cualquier lugar). fuente de gravedad).

El término "caída libre" se usa a menudo de manera más vaga que en el sentido estricto definido anteriormente. Por lo tanto, caer a través de una atmósfera sin un paracaídas desplegado o un dispositivo de elevación también se conoce como caída libre . Las fuerzas de arrastre aerodinámico en tales situaciones les impiden producir ingravidez total y, por lo tanto, la "caída libre" de un paracaidista después de alcanzar la velocidad terminal produce la sensación de que el peso del cuerpo se apoya en un colchón de aire.

En el mundo occidental antes del siglo XVI, generalmente se asumía que la velocidad de un cuerpo que caía sería proporcional a su peso; es decir, se esperaba que un objeto de 10 kg cayera diez veces más rápido que un objeto de 1 kg idéntico a través de él. el mismo medio. El filósofo griego antiguo Aristóteles (384–322 a. C.) analizó la caída de objetos en Física (Libro VII), uno de los libros más antiguos sobre mecánica (véase Física aristotélica ). Aunque, en el siglo VI, John Philoponus desafió este argumento y dijo que, por observación, dos bolas de pesos muy diferentes caerán casi a la misma velocidad. [1]

En el Iraq del siglo XII, Abu'l-Barakāt al-Baghdādī dio una explicación de la aceleración gravitacional de los cuerpos que caen. Según Shlomo Pines , la teoría del movimiento de al-Baghdādī era "la negación más antigua de la ley dinámica fundamental de Aristóteles [es decir, que una fuerza constante produce un movimiento uniforme], [y es por tanto una] anticipación de una manera vaga de la ley fundamental de mecánica clásica [es decir, que una fuerza aplicada continuamente produce aceleración] ". [2]


Caída libre de una manzana
El comandante David Scott realiza una demostración de caída libre durante el aterrizaje lunar del Apolo 15
Tiempo de caída medido de una pequeña esfera de acero que cae desde varias alturas. Los datos concuerdan con el tiempo de caída previsto de , donde h es la altura y g es la aceleración en caída libre debida a la gravedad.
Aceleración de un pequeño meteoroide al entrar en la atmósfera terrestre a diferentes velocidades iniciales.