La Tecnologia
Galileo mostró que todos los objetos que caen experimentan la misma aceleración sin importar su masa. Esto es estrictamente cierto si la resistencia del aire es insignificante, es decir, si los objetos están en caída libre, pero lo es de forma aproximada cuando la resistencia del aire es pequeña en comparación con el peso del objeto que cae. Por ejemplo, una bala decañón de 10 Kg. y una piedra de 1 Kg. que se dejan caer al mismo tiempo desde una posición elevada caerán juntos y llegarán al suelo prácticamente al mismo tiempo. Este experimento, del cual se dice que Galileo lo realizó desde la Torre Inclinada de Pisa, acabó con la idea aristotélica de que un objeto que pesa diez veces más que otro debería caer diez veces más aprisa que el objeto más ligero.El experimento de Galileo, y muchos otros que arrojaron el mismo resultado, eran convincentes, pero Galileo no sabía por qué las aceleraciones eran iguales. La explicación es una aplicación directa de la segunda ley de Newton.
Recuerda que la masa (cantidad de materia) y el peso (fuerza debida a la gravedad) son proporcionales. Un saco con 2 Kg. de clavos pesa el doble que uno con 1 Kg. declavos. Así que una bala de cañón de 10 Kg. experimenta diez veces más fuerza gravitacional (peso) que una piedra de 1 Kg. Los seguidores de Aristóteles pensaban que la bala de cañón debería acelerarse diez veces más que la piedra, porque sólo tomaban en cuenta el peso diez veces mayor de la bala de cañón. Pero la segunda ley de Newton nos dice que también debemos tomar en cuenta su masa. Con un pocode reflexión resultará claro que una fuerza diez veces mayor que actúa sobre una cantidad de masa diez veces más grande produce la misma aceleración que la fuerza más pequeña que se ejerce sobre la masa más pequeña. En notación simbólica,
F/m = F/m
donde F representa la fuerza que actúa sobre la bala de cañón (su peso] y m es la masa proporcionalmente mayor de la bala. La F y la m pequeñasrepresentan el peso y la masa más pequeños de la piedra. Vemos que la proporción de peso a masa es igual para estos objetos y para cualquier otro. Todos los objetos en caída libre experimentan una aceleración igual cuando están en el mismo lugar de la Tierra.
Podemos obtener el mismo resultado usando valores numéricos. El peso de una piedra de 1 Kg. es de 9.8 N en la superficie terrestre, donde elpeso de una bala de cañón de 10 Kg. es de 98 N. La fuerza que actúa sobre un objeto que cae es la fuerza debida a la gravedad, esto es, el peso del objeto. Con base en la segunda ley de Newton, la aceleración de la piedra es
a = F/m = peso/masa = 9.8N/1Kg. = 9.8 Kg. m/s2 /1 Kg. = 9.8 m/s2 = g
Y la aceleración de la bala de cañón es
a = F/m = peso/masa = 98N/10Kg. = 98 Kg. m/s2 /10 Kg. = 9.8 m/s2= g
Ahora sabemos que ambos objetos en caída libre caen con la misma aceleración porque la fuerza resultante que se ejerce sobre cada objeto es sólo su peso, y la proporción de peso a masa es la misma para ambos.
G. Hewitt, Paul. Física Conceptual. México, Addison Wesley, 3 ed., 1999.
Caída de los cuerpos
Se llama CAÍDA LIBRE de un cuerpo, al movimiento que experimenta éste al serabandonado en el espacio a la acción de la gravedad.
LEYES DE LA CAÍDA DE LOS CUERPOS:
L.-Todos los cuerpos caen en el vacío con la misma aceleración.
II.-La caída de los cuerpos en el vacío es un movimiento uniformemente acelerado.
Compruébanse estas leyes con ayuda del tubo de Newton, que es un tubo de vidrio de 1 ó '2 m. de longitud, cerrado por ambos extremos.
En la parte inferior va provisto deun tapón, atravesado por una llave que se conecta a una máquina neumática extractora de aire.
Se introducen en el tubo algunos cuerpos densos y ligeros, como una munición, una pluma, un trozo de papel, y se hace el vacío. Si luego se invierte rápidamente el tubo, caen todos los cuerpos con la misma aceleración; pero si se deja penetrar el aire, resulta desigual la duración de su caída. Este...
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