Caída_libre 1

Caída libre
Para otros usos de este término, véase Caída libre (deporte).

Caída libre de una
pelota. Se muestran,
mediante fotografía
estroboscópica, las
posiciones de la pelota a
intervalos regulares de
tiempo: para t = 1, 2, 3,
4, 5, ..., el espacio
recorrido es proporcional
a 1, 4, 9, 16, 25, ..., etc.

En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la
acción exclusiva deun campo gravitatorio. Esta definición formal
excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor

medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier
otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo, es frecuente
también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque
los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general
despreciables.
Elconcepto es aplicable también a objetos en movimiento vertical
ascendente sometidos a la acción desaceleradora de la gravedad,
como un disparo vertical; o a cualquier objeto (satélites naturales o
artificiales, planetas, etc.) en órbita alrededor de un cuerpo celeste.
Otros sucesos referidos también como caída libre lo constituyen las
trayectorias geodésicas en el espacio-tiempo descritas en lateoría de
la relatividad general.
Ejemplos de caída libre deportiva los encontramos en actividades
basadas en dejarse caer una persona a través de la atmósfera sin
sustentación alar ni de paracaídas durante un cierto trayecto.[1] [2]

La caída libre como sistema de
referencia
Un sistema de referencia ligado a un cuerpo en caída libre puede
considerarse inercial o no inercial en función del marcoteórico que se
esté usando.
En la física clásica, la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre una masa
es proporcional a la intensidad del campo gravitatorio en la posición
espacial donde se encuentre dicha masa. La constante de
proporcionalidad es precisamente el valor de la masa inercial del
cuerpo, tal y como establece el principio de equivalencia. En la física
relativista, la gravedad es el efectoque produce sobre las trayectorias
de los cuerpos la curvatura del espacio-tiempo; en este caso, la
gravedad no es una fuerza, sino una geodésica. Por tanto, desde el
punto de vista de la física clásica, un sistema de referencia en caída
libre es un sistema acelerado por la fuerza de la gravedad y, como tal,
es no inercial. Por el contrario, desde el punto de vista de la física
relativista, elmismo sistema de referencia es inercial, pues aunque

está acelerado en el espacio, no está acelerado en el espacio-tiempo.
La diferencia radica en la propia definición de los conceptos
geométricos y cinemáticos, que para cada marco teórico son
completamente diferentes.

Caída libre ideal
Véase también: Ecuaciones para un cuerpo en caída libre

Animación de la caída
libre.

En la caída libre ideal, sedesprecia la resistencia aerodinámica que
presenta el aire al movimiento del cuerpo, analizando lo que pasaría en
el vacío. En esas condiciones, la aceleración que adquiriría el cuerpo
sería debida exclusivamente a la gravedad, siendo independiente de su
masa; por ejemplo, si dejáramos caer una bala de cañón y una pluma
en el vacío, ambos adquirirían la misma aceleración, , que es laaceleración de la gravedad

Ecuación del movimiento
De acuerdo a la segunda ley de Newton, la fuerza
un cuerpo es igual al producto de su masa

por la aceleración que

adquiere. En caída libre sólo intervienen el peso
abajo) y el rozamiento aerodinámico

que actúa sobre
(vertical, hacia

en la misma dirección, y

sentido opuesto a la velocidad. Dentro de un campo gravitatorio
aproximadamente constante, laecuación del movimiento de caída libre
es:

“

”

La aceleración de la gravedad

lleva signo negativo porque se toma el

eje vertical como positivo hacia arriba.

Trayectoria en caída libre
Caída libre totalmente vertical
El movimiento del cuerpo en caída libre es vertical con velocidad
creciente (aproximadamente movimiento uniformemente acelerado
con aceleración g) (aproximadamente porque la...