La típica pregunta, qué objeto cae más rápidamente, ¿una pluma o trozo de acero?
Pues la respuesta, por sorprendentemente que sea, es los dos al mismo tiempo, siempre y cuando se consideren que no afecta ninguna fuerza externa, es decir, ambos cuerpos en el vacío. Este fenómeno es lo que intentaré desarrollar en esta parte.
El ejemplo más utilizado por físicos de movimiento con aceleración “casi” constante es la caída de un cuerpo bajo la influencia de la gravedad.
Este estudio ha sido siempre objeto de interés por filósofos y científicos de la época.
Aristóteles dedujo de forma errónea, que un cuerpo más pesado caía con mayor rapidez que otro cuerpo menos pesado. Galileo, diecinueve siglos después, demostró que Aristóteles estaba equivocado, y aseguró que un cuerpo caía con una aceleración constante e independientemente de su peso.
Según las leyendas, se dice que Galileo llegó a tal deducción, dejando caer balas desde la Torre de Pisa…
Centrándonos en el tema, si se ignora el efecto con que actúa el aire, todos los cuerpos desde un lugar común caen con la misma aceleración, indistintamente de su peso o tamaño.
Si la distancia es proporcionalmente pequeña en comparación con el radio terrestre, entonces la aceleración se puede establecer como un parámetro constante.
Por lo tanto en nuestro estudio, como ya hemos mencionado anteriormente, ignoraremos el efecto del aire, la rotación terrestre y la disminución de la aceleración cuando la altitud sea considerable, por lo tanto, es lo que denominaremos movimiento idealizado de caída libre.
Matizando términos, diremos que, la aceleración constante de un cuerpo en caída libre se denomina aceleración debido a la gravedad, es decir, fuerza gravitatoria, cuya magnitud se denota con la letra minúscula “g”.
Dicha magnitud “g” es conocida cerca de la superficie terrestre, cuyo valor es
g ≈ 9.8 m/s2 .
Ecuaciones:
De un movimiento con aceleración constante, tenemos las siguientes relaciones:
Pues la respuesta, por sorprendentemente que sea, es los dos al mismo tiempo, siempre y cuando se consideren que no afecta ninguna fuerza externa, es decir, ambos cuerpos en el vacío. Este fenómeno es lo que intentaré desarrollar en esta parte.
El ejemplo más utilizado por físicos de movimiento con aceleración “casi” constante es la caída de un cuerpo bajo la influencia de la gravedad.
Este estudio ha sido siempre objeto de interés por filósofos y científicos de la época.
Aristóteles dedujo de forma errónea, que un cuerpo más pesado caía con mayor rapidez que otro cuerpo menos pesado. Galileo, diecinueve siglos después, demostró que Aristóteles estaba equivocado, y aseguró que un cuerpo caía con una aceleración constante e independientemente de su peso.
Según las leyendas, se dice que Galileo llegó a tal deducción, dejando caer balas desde la Torre de Pisa…
Centrándonos en el tema, si se ignora el efecto con que actúa el aire, todos los cuerpos desde un lugar común caen con la misma aceleración, indistintamente de su peso o tamaño.
Si la distancia es proporcionalmente pequeña en comparación con el radio terrestre, entonces la aceleración se puede establecer como un parámetro constante.
Por lo tanto en nuestro estudio, como ya hemos mencionado anteriormente, ignoraremos el efecto del aire, la rotación terrestre y la disminución de la aceleración cuando la altitud sea considerable, por lo tanto, es lo que denominaremos movimiento idealizado de caída libre.
Matizando términos, diremos que, la aceleración constante de un cuerpo en caída libre se denomina aceleración debido a la gravedad, es decir, fuerza gravitatoria, cuya magnitud se denota con la letra minúscula “g”.
Dicha magnitud “g” es conocida cerca de la superficie terrestre, cuyo valor es
g ≈ 9.8 m/s2 .
Ecuaciones:
De un movimiento con aceleración constante, tenemos las siguientes relaciones:
Esas ecuaciones, nos describen todo movimiento cuya particularidad es que posean aceleración constante.
Normalmente, en los movimientos de caída libre, el único eje que actúa es el eje de coordenadas “Y”, considerando que el movimiento es de forma rectilínea.
Y como he mencionado anteriormente, la aceleración es constante y se conoce su valor, ya que es la fuerza que ejerce la Tierra contra sí misma a cualquier objeto, que la he denominado fuerza gravitatoria, de valor, en las cercanías de la superficie terrestre, g ≈ 9.8 m/s2.
Por lo tanto teniendo en cuenta que generalmente trabajaremos en el eje Y, y que a = g, reescribo las anteriores ecuaciones tal como sigue:
Con dichas relaciones podremos calcular cualquier problema sobre movimiento idealizado de caída libre, sólo nos bastará escoger un eje de referencias oportuno, es decir, el eje Y hacia arriba o hacia abajo.
En caso de escoger el eje de referencia Y hacia arriba, la fuerza de gravedad “g” sería negativa, ya que dicha magnitud siempre va en sentido al centro de la Tierra.
En caso contrario, escoger el eje de referencia hacia abajo, la fuerza de gravedad sería positiva por ir en concordancia al sentido del eje.
Problemas.
| Problema 1. |
| Problema 2. |
| Problema 3. |
| Problema 4. |
| Problema 5. |
| Problema 6. |
| Problema 7. |
| Problema 8. |
| Problema 9 |
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