Caída Libre: Movimiento En Línea Recta Con Aceleración Constante

RESUMEN

La descripción de la Caída Libre se mantiene directamente relacionada a la historia de como todos y cada uno de nosotros hemos experimentado diversas formas de la naturaleza de la Física y una de las más esenciales ha sido la gravedad, aquella que da forma a todas y cada una de las ideas planteadas, se mantiene la esencia de los investigadores que dieron paso al descubrimiento de como cualquier objeto que se deja caer en el vacío cae a la misma velocidad, independientemente de su peso, esto se comprobó gracias a la ayuda de grandes investigadores: Galileo Galilei como uno de los más importantes y Leonardo Da Vinci por mencionar alguno de ellos.

Caída Libre

Objetos En Caída Libre

Esta podemos describirla como un movimiento vertical de cualquier objeto en movimiento libre, es decir podemos este cuando un objeto es lanzado con una velocidad inicial igual a cero.

Teorema 1: Si una partícula en movimiento, moviéndose uniformemente a velocidad constante, atraviesa dos distancias, los intervalos de tiempo requeridos son el uno para el otro en la relación de estas distancias. 

Al dejar caer un objeto libremente solamente podemos entenderlo mediante la interacción única de la gravedad (aceleración de la gravedad). Manteniendo su estilo de variación de velocidad, que experimenta cualquier tipo de más sometida a una fuerza constante que únicamente depende de la intensidad y la fuerza que se aplique en dicho objeto, que considerando todas aquellas posibilidades la única que puede ejercer dicha fuerza es la gravedad o la fuerza de atracción hacia la Tierra.

Esta fuerza de atracción que puede ser generado mediante un movimiento constante va solamente dirigido hacia abajo cuyo valor puede variar de acuerdo a la posición en la que se encuentra ubicado el objeto desde el momento en que va a tener su caída, la fuerza que va a ser aplicada será de 9.8 m/s, que a su vez también es una aceleración de gravedad siendo la misma para todos los objetos y es independiente de las masas de dichos objetos.

Leyes Fundamentales De La Caída Libre

• Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical.

Si a un cuerpo le aplicamos una fuerza paralela a su vector velocidad, que además sea constante en módulo, dirección y sentido, conseguiremos que este experimente un movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.). Si, además, el cuerpo estaba en reposo, el movimiento se producirá en la dirección y sentido de dicha fuerza. 

Al tener un movimiento ascendente o descendente mediante un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a), podemos guiarnos a través de un sistema de referencia fijo el cual puede ser manejado haciéndolo coincidir con el sistema de referencia para que el eje de movimiento del objeto coincida con su trayectoria.

Con esto podemos lograr que:

• Dicho objeto no va a tener ninguna clase de movimiento a través del eje de las “x” por lo tanto su velocidad va a ser de ax=0.
• Dicho objeto va a tener movimiento a través del eje de las “y” por lo tanto se trata de un (m.r.u.a), su aceleración será ay=0.

Por tanto, si aplicamos la segunda Ley de Newton para comprobar como las fuerzas en la que describimos y los movimientos pueden ser establecido de la siguiente forma.

∑Fy=m⋅a ⋮ ∑Fx=0

• La caída de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado

Es cuando el objeto a través del eje en el cual se desarrolla no se encuentra ningún obstáculo en su camino, aquel movimiento que describe el objeto puede ser variado o acelerado.

• Por lo tanto, el movimiento de la trayectoria va a realizarse en línea recta siendo su aceleración normal cero. 
• Su velocidad instantánea puede cambiar su módulo de manera uniforme: puede eventualmente aumentar o disminuir de acuerdo a la unidad de tiempo en la cual se esté presentando de manera directa. 
• Su aceleración tangencial es constante.

De manera proporcional se puede establecer una conexión directa entre la aceleración media y la aceleración instantánea (a= am).

Aunque los movimientos estén indistintamente separados o estando en direcciones contrarias se puede observar que desde el punto de vista de la Física son (m.r.u.a).

• Todos los cuerpos caen con la misma aceleración

Fue descubierta por Galileo, perfeccionada después por Isaac Newton y en manos de Albert Einstein proporcionó una teoría de la mecánica del Cosmos. Fue uno de los mayores misterios de la física –todos los cuerpos caen con una aceleración constante– la Ley de la gravedad o Ley de la caída de los cuerpos. 

Todo objeto que tenga relación directa a la caída en cualquier tipo de vacío se va a mantener con una aceleración constante, esta mención crea el concepto de Ley De Gravedad. Vamos a mencionar de una manera directa aquella ley en que consiste exactamente; forma parte de una pequeña reacción que crea una norma en todos los objetos que caen sin tener a su paso un obstáculo, siempre va a ser el mismo con independencia de su peso al igual que con una aceleración constante.

La forma más fácil de entender todo este tipo de concepto es conocer una mecánica llamada derivada. El objeto que mantiene una relación con aquel vacío y no con aquel mundo que no es tan familiar para nosotros, es precisamente para poder distinguir porque un objeto se diferencia en su caída de otro de acuerdo a como se comporta con oposición al aire.

Hace aproximadamente 400 años, cuando todo mundo pensaba que los cuerpos pesados caían con más rapidez que los ligeros, Galileo se dio cuenta de que en el vacío todos los cuerpos caerían a la misma velocidad. Por supuesto, Galileo no podía conseguir un vacío, pero pudo imaginar uno. Pintó un cuerpo pesado unido a otro ligero (mediante una cuerda), este cuerpo compuesto ¿caería más de prisa o más despacio que el cuerpo pesado solo? Si el cuerpo ligero caía más despacio retardaría la caída del cuerpo pesado, pero al mismo tiempo un cuerpo compuesto tiene que pesar más que uno solo pesado, por tanto, el cuerpo compuesto tendría que caer más de prisa que el cuerpo pesado solo, pero nunca más despacio. Es obvio que la idea de que un cuerpo pesado cae con más rapidez sólo conduce a una ineludible contradicción.

La única opción permanente era mantener que los cuerpos u objetos caían a la misma velocidad si se suprime la resistencia del aire. Para tener una idea clara deberíamos comprobar cual era aquella velocidad que haría que los objetos llegaran al suelo al mismo tiempo. Leonardo Da Vinci, había propuesto 100 años antes que Galileo Galilei, creando la teoría de que un objeto recorrería mayores distancias a mayores intervalos de tiempo, esta idea se planteó puesto que él tenía su sueño de poder volar.

Posteriormente consiguió otra teoría que decía que cada intervalo de tiempo se mantenía directamente relacionado con cada unidad de los números enteros. Galileo Galilei adoptó las medidas de Leonardo per él pensaba que todos los intervalos estaban relacionados con números impares, en la cual descubrió uno de sus mayores experimentos, dejar caer libremente una bola por un plano cada vez más inclinado.

Conclusión

Se puede entender que mediante las leyes en la cual nuestro universo está sumergido se maneja una de las más esenciales, la Ley de Gravedad que nos ayudó a descubrir como todos y cada uno de los objetos que se relacionan directamente entre sí, aquellas ideas formadas que se mantenían en la antigüedad eran erróneas a lo que nuestros ojos veían y para que esto pudiera demostrarse se tuvo la ayuda de grandes investigadores que consideraron que aquella fuerza que interaccionaban con los objetos no dependía del peso de aquellos y que podía generarse la interacción dando lugar a que ambos objetos llegaran al suelo al mismo tiempo.

Aquello tenía que demostrarse, el primero en plantear aquella idea de relación entre el peso de los objetos, la gravedad y la resistencia del aire fue Leonardo Da Vinci que 100 años antes que Galileo Galilei, forjado por sus ideas de querer volar por los aires planteó la hipótesis de que la caída libre de los cuerpo estaba relacionada a la cardinalidad de números, la cuál 100 años después Galileo Galilei logró demostrar a través de uno de sus mayores inventos que la relación de la caída de los cuerpos era proporcional a la cardinalidad de números impares.

En este caso coincidió que la Caída Libre mantenía su relación de cardinalidad independientemente de su peso, y a pesar de que el plano en el cuál se realizaba el experimento variaba su posición de acuerdo al eje de las “y” esta no cambiaba en nada la relación de tiempo que impresionaba a Galileo.

• Bibliografía Referenciada
• Ponce, C. (17 de agosto de 2016). Galileo Galilei y su ley de caída libre. Recuperado de https://bestiariotopologico.blogspot.com/2016/08/galileo-galilei-y-su-ley-de-caida-libre.html
• Rivera, J., Murato C. (12 de noviembre de 2015). Ley de la caída de los cuerpos (parte 1 de 2). Recuperado de http://ntrzacatecas.com/2015/11/12/ley-de-la-caida-de-los-cuerpos-parte-1-de-2/
• Fernández, J. (s.f.) Ecuaciones Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A.). Recuperado de https://www.fisicalab.com/apartado/mrua-ecuaciones#contenidos