¿Por qué se caen los cuerpos?

La gravedad se debe relacionar de alguna manera con la geometría del espacio, es decir, con su curvatura. Se sabe que los objetos caen a causa de la fuerza de gravedad y cuando lo hacen están libres de toda restricción sin fricción del aire ni de cualquier otro tipo y caen bajo la influencia de la gravedad.

La caída libre es un caso especial de movimiento con aceleración constante, porque la aceleración debida a la gravedad es siempre constante y hacia abajo. Esto es cierto incluso cuando un objeto es lanzado hacia arriba o tiene velocidad cero.

De acuerdo a la segunda ley de Newton, la fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual al producto de su masa por la aceleración que adquiere. En caída libre sólo intervienen el peso (vertical, hacia abajo) y el rozamiento aerodinámico en la misma dirección, y sentido opuesto a la velocidad.

Esta fuerza que "atrae" las cosas hacia el suelo se llama gravedad. La gravedad hace que la Tierra tire constantemente de nosotros hacia abajo.

Se ve entonces que todos los cuerpos caen con la misma velocidad y llegan abajo al mismo tiempo. Esto es debido a que en el vacío no hay fuerza de resistencia, que es la que se opone al movimiento de caída dependiendo de la forma y masa de los cuerpos.

Los cuerpos caen con una aceleración de 9.8 m/s2, sin importar su masa. Si la prueba se hace en un ambiente normal, cae primero el kg de hierro, debido a que ofrece menor resistencia al aire (asumiendo que no tiene una forma especial que ofrezca resistencia).

El gran filósofo griego Aristó creía que al dejar caer cuerpos livianos y pesados desde una misma altura, sus tiempos de caída serian diferentes: Los cuerpos más pesados llegarían al suelo antes que los más livianos.

Galileo Galilei demostró con sus experimentos que todos los cuerpos caen a la misma velocidad, independientemente de su tamaño.

Usando conceptos elementales de la mecánica de fluidos, discutimos la caída de cuerpos en el aire y encontramos que el flujo alrededor del cuerpo es turbulento. La velocidad límite alcanzada es proporcional a la raíz cuadrada de la masa y, por lo tanto, un objeto pesado cae más rápido que uno ligero.

Índice

Movimiento unidimensional en función de la gravedad

Si se deja caer un objeto, sabemos que la velocidad inicial es cero cuando está en caída libre.

Usando conceptos elementales de la mecánica de fluidos, discutimos la caída de cuerpos en el aire y encontramos que el flujo alrededor del cuerpo es turbulento. La velocidad límite alcanzada es proporcional a la raíz cuadrada de la masa y, por lo tanto, un objeto pesado cae más rápido que uno ligero.

Un objeto en caída libre es aquel que se mueve únicamente bajo la influencia de la Fuerza de gravedad, cualesquiera sean sus condiciones iniciales de movimiento.

Esa fuerza de fricción es la responsable de que los cuerpos no sufran la misma aceleración, por lo que el tiempo de llegada del más pesado es menor.

Se ve entonces que todos los cuerpos caen con la misma velocidad y llegan abajo al mismo tiempo. Esto es debido a que en el vacío no hay fuerza de resistencia, que es la que se opone al movimiento de caída dependiendo de la forma y masa de los cuerpos.

La caída de la pluma y de la bola de boliche es a la misma velocidad ya que no hay aire, ni factores que interfieran con su desplazamiento, así que la gravedad actúa en los objetos de la misma manera.

La respuesta es: la persona que cae con mayor rapidez llega primero al suelo, es decir, la persona que tiene la mayor rapidez terminal.

La caída de la pluma y de la bola de boliche es a la misma velocidad ya que no hay aire, ni factores que interfieran con su desplazamiento, así que la gravedad actúa en los objetos de la misma manera.

En definitiva, en ausencia de rozamiento, todos los objetos, independientemente de su masa y de su forma, tardan lo mismo en caer. ¡A experimentar!

En ambos casos el martillo llega primero. La cuestión es que con resistencia del aire, el martillo cae mucho antes y sin ella, los dos caen casi a la misma velocidad.

En la caída libre de los objetos se observa la aplicación de la Segunda Ley de Newton: el objeto es atraído por la fuerza de gravedad. Por lo tanto, el objeto sufre una aceleración.

El universo era aburrido y habría permanecido así de no haber sido por la atractiva fuerza de gravedad. La gravedad hizo que el universo pasara de ser uniforme a ser heterogéneo. Al unir la materia, creó las galaxias, las estrellas y los planetas que vemos a nuestro alrededor hoy en día.

Sin el efecto que produce la resistencia del aire, todos los cuerpos, independientemente de su peso, caen exactamente a la misma velocidad. Galileo comprobó todos los cuerpos caen a la misma velocidad cuando se suprime la resistencia del aire.

El gran filósofo griego Aristó creía que al dejar caer cuerpos livianos y pesados desde una misma altura, sus tiempos de caída serian diferentes: Los cuerpos más pesados llegarían al suelo antes que los más livianos.

Este es aún más reconocido: Según cuenta la tradición, Galileo, empleando la torre de Pisa, experimentó con un par de masas de hierro para intentar mostrar que los móviles caen al mismo tiempo. Y dice, además, que la torre era perfecta para la experiencia porque era inclinada.

Según la leyenda, cuenta que Galileo se subió a lo alto de la torre de Pisa y dejó caer dos objetos, uno era más pesado que otro. Comprobó que ambos objetos cayeron al suelo al mismo tiempo.