paracaidismo y resistencia del aire

El paracaidismo y la resistencia del aire


El paracaidismo es una buena actividad para experimentar algunas leyes fundamentales de la física. Los paracaidistas saltan desde aviones que vuelan a gran altura de la tierra. Inmediatamente y de manera impactante, experimentan plenamente la fuerza de gravedad. En un determinado punto sus paracaídas se abren y esto los hace sentir, además de unaincreíble sensación de alivio, la desaceleración que provoca la fricción con el aire o la fuerza de resistencia.

Galileo deja caer la pelota – Resistencia
Aproximadamente en 1590, Galileo Galilei (1564-1642) subió a la torre inclinada de Pisa y dejó caer algunas pelotas al piso. Dos pelotas de masas distintas pero de forma y densidad similar que se soltaron simultáneamente cayeron al piso almismo tiempo. Hasta ese momento se creía que las cosas pesadas caían más rápido que las cosas livianas. Muchas personas aún creen esto y las observaciones casuales de los fenómenos cotidianos muchas veces tienden a confirmar esta idea.
Si dejas caer un ladrillo y una pluma al mismo tiempo, seguramente el primero en llegar al piso es el ladrillo. Pero esto se debe a las diferencias en la cantidad defricción entre estos objetos y el aire que los rodea y no al hecho de que sus masas sean distintas. Si no hubiese aire, la pluma y el ladrillo llegarían al piso simultáneamente.
Newton y la manzana – Gravedad
Según cuenta la leyenda, Isaac Newton (1642-1727) descubrió qué era la gravedad cuando le cayó una manzana en la cabeza mientras estaba sentado debajo de un árbol. Se dio cuenta de queexistía una fuerza (la "fuerza de gravedad") que hacía que los objetos se acelerasen en dirección a la tierra.
La resistencia (fricción entre un objeto y un fluido, como el aire, a través del cual éste se desplaza) es una fuerza que actúa en sentido opuesto a la dirección de desplazamiento del objeto, haciéndolo desacelerar. Cuando un objeto se está cayendo, la resistencia es una fuerza ascendente. Adiferencia de la fuerza de la gravedad, la resistencia aumenta con la velocidad. Si un objeto no se está desplazando a través del aire, la fuerza de resistencia es cero. A medida que su movimiento aumenta, la resistencia disminuye.
La masa de un paracaidista es la misma cuando tiene el paracaídas guardado en la mochila que cuando tiene el paracaídas abierto. Pero el paracaídas abierto producemucha más resistencia. Si tomas una pluma y la transformas en una pequeña pelota, caerá a través del aire con menor resistencia y, por lo tanto, más rápidamente.


Más acerca de la fricción
Aristóteles (384-322 a.C.) creía que para mantener un objeto en movimiento era necesario aplicarle continuamente una fuerza. En nuestro mundo dominado por la fricción, esta teoría no es ilógica.
Cuandoempujas un libro sobre una mesa, sólo se mueve si lo empujas. Cuando dejas de hacerlo, el libro se detiene.
Cuando estás andando en bicicleta sobre una superficie plana, necesitas continuar pedaleando para mantenerte en movimiento. Si dejas de hacerlo, la bicicleta avanzará cada vez más lento y finalmente se detendrá.
Pero esta teoría no es válida. El libro y la bicicleta desaceleran y se detienen acausa de la fricción y no porque les falte fuerza para mantenerse en movimiento. Si no hubiese fricción, el libro se aceleraría mientras lo empujaras y luego continuaría en movimiento a una velocidad constante una vez que hubieras dejado de empujarlo. Al pedalear la bicicleta, ésta se aceleraría. Al dejar de pedalear, continuarías deslizándote para siempre a una velocidad constante. Una vez quelos motores se han apagado, una nave espacial continúa moviéndose a una velocidad constante a través del espacio vacío, donde no experimenta ninguna fricción. Galileo entendió y describió este fenómeno mediante el concepto de inercia. Newton se centró en los detalles y cálculos matemáticos.
La ley incorrecta de Aristóteles referente al movimiento puede expresarse de la siguiente manera:
F = m v...