Caída libre

Aquí estudiaremos un caso particular de movimiento con aceleración constante. La de los cuerpos cuando caen bajo la acción de la fuerza gravitatoria terrestre.

Desde la antigüedad, el movimiento de los cuerpos al caer era el tema que más inquietaba a los filósofos.

Aristóteles afirmaba que “el movimiento hacia debajo de cualquier cuerpo dotado de peso es más rápido en proporción a su tamaño”.

Esta creencia fue ampliamente generalizada y no fue hasta los estudios de Galileo Galilei, que desterró por completo dicha aseveración.

Si imaginamos que no estuviese actuando la resistencia del aire, o sea, una situación ideal, al observar la caída de los cuerpos notaríamos un hecho increíble: todos los cuerpos, independientemente de su tamaño, forma o composición, caen con la misma aceleración en la misma región vecina a la superficie de la tierra.

Dicha aceleración se simboliza “g” y es conocida como la aceleración en caída libre o también, la aceleración debido a la fuerza gravitatoria terrestre.

Atener en cuenta: La aceleración de pende de la distancia al centro de la tierra, pero si consideramos la distancia de la caída pequeña en comparación al radio de la tierra (6400 km), podemos afirmar que es una magnitud constante.

El hecho de referirnos a la caída de los cuerpos da la sensación de estar hablando de un movimiento hacia “abajo” o sea, hacia la tierra, pero la experimentación de la aceleración “g” la sufren los cuerpos que ascienden también.

Sin importar que la velocidad del cuerpo sea hacia arriba o hacia abajo, la dirección y sentido de “g” es siempre hacia abajo.

“g” tiene magnitud, dirección y sentido fijo

Si consideramos las ecuaciones para el movimiento uniformemente variado y sustituimos el factor “a” por el de “g” obtenemos lo siguiente:

Éstas son las ecuaciones de caída libre

El valor exacto de la aceleración en caída libre varía con la latitud y altitud ya que la tierra real difiere de nuestro modelo de tierra en tres aspectos:

1- La corteza no es uniforme. Las variaciones de “g” debido a diferencias en la densidad de la corteza proporciona datos útiles, por ejemplo en las excavaciones de petróleo.

2- La tierra no es una esfera. Es un elipsoide achatada en los polos y abultada en el ecuador. O sea, un punto en los polos está más cerca del núcleo denso de la tierra que en el Ecuador.

3- La tierra está girando. Los valores de “g” aumentan si nos movemos hacia el nivel del mar desde el Ecuador hacia los polos.