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 esté cayendo, pero si está sujeto solo a la fuerza de la gravedad, se dice que está en caída libre. La Luna está así en caída libre alrededor de la Tierra , aunque su velocidad orbital la mantiene en una órbita muy alejada de la superficie de la Tierra .

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

El término "caída libre" a menudo se usa 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 aerodinámicas en tales situaciones les impiden producir una 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 sostiene sobre un colchón de aire.

En el mundo occidental antes del siglo XVI, generalmente se suponía que la velocidad de caída de un cuerpo sería proporcional a su peso, es decir, se esperaba que un objeto de 10 kg cayera diez veces más rápido que un objeto idéntico de 1 kg. el mismo medio. El antiguo filósofo griego Aristóteles (384–322 a. C.) analizó la caída de objetos en Física (Libro VII), uno de los libros más antiguos sobre mecánica (ver 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 Irak 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 [a saber, que una fuerza constante produce un movimiento uniforme], [y es por tanto una] anticipación 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 alunizaje del Apolo 15
Tiempo de caída medido de una pequeña esfera de acero que cae desde varias alturas. Los datos concuerdan bien con el tiempo de caída pronosticado de , donde h es la altura yg es la aceleración de caída libre debida a la gravedad.
Aceleración de un pequeño meteoroide al entrar en la atmósfera terrestre a diferentes velocidades iniciales