Caída libre y lanzamiento vertical

La caída libre existe cuando un cuerpo es liberado desde una altura aleatoria, con una velocidad inicial de cero y que durante la caída aumenta su velocidad debido a la fuerza de gravedad.

La caída libre de los cuerpos es una magnitud física que se refiere al movimiento que se da de forma vertical hacía abajo partiendo del reposo, obviamente sin ningún obstáculo o circunstancia que frene el movimiento. Todos los cuerpos caen con la misma velocidad en el vacío. Sin embargo, en el aire, esta propiedad es notoria para cuerpos pesados, tales como una bola de bolos, pero, no para los ligeros, como lo pueden ser una pluma de ave, esto, debido a que el aire produce una resistencia que frena el movimiento de aceleración de la caída libre. Que se conoce como fricción.

También podemos decir, que es un movimiento uniformemente acelerado para fines prácticos. No tomamos en cuenta la fricción del aire para realizar los cálculos de la caída libre, sino que utilizamos una constante y tres variables.

La constante es el valor de aceleración, que, en caída libre, se conoce como gravedad. De la cual su aceleración o, en este caso gravedad, es de 9.8 metros sobre segundos al cuadrado.

Esto significa que, un cuerpo acelera su velocidad 9.8 metros durante cada segundo. Esto en cuanto al valor constante.

La primera variable es la velocidad final, representada como “Vf” o únicamente “V”. Que es la velocidad que alcanza el objeto al final del recorrido.

La segunda variable es el tiempo, representado con la letra “T”, que es lo que tarda en recorrer desde el punto de inicio al final del recorrido.

La tercera variable es la altura, a la cual representamos con “Y”, que es la distancia que separa el punto de inicio, desde donde se deja caer el cuerpo u objeto, hasta el punto final que conocemos como el suelo o algún punto que tengamos en cuenta durante nuestro análisis propio.

Se dice que un cuerpo está en caída libre cuando al moverse sólo se ve afectado por la gravedad misma. Esto ocurrirá en el vacío. Si soltamos un cuerpo cerca de la superficie terrestre, éste caerá libremente, describiendo una trayectoria recta y vertical; Sin embargo, si lanzamos oblicuamente un cuerpo, éste se encontrará en caída libre, pero, describiendo una trayectoria parabólica. Y si lanzamos un satélite al espacio vacío y alrededor de la Tierra, diremos que también está en caída libre, pero describiendo una trayectoria de circunferencia.

La caída libre es un caso más importante del movimiento uniformemente acelerado bajo la acción de la gravedad. En este caso, tomando la dirección vertical hacia arriba como positiva, definimos que aceleración es igual a gravedad de forma negativa, tomando el signo menos debido al hecho de que la aceleración de la gravedad es hacia abajo. El valor de gravedad varía de un lugar a otro de la superficie terrestre, pero es siempre muy cercano a 9.8 metros sobre segundos al cuadrado. Este valor es el mismo para todos los cuerpos, y puede considerarse independiente a la altura mientras no nos alejemos de la superficie terrestre, ya que la aceleración de la gravedad disminuye a medida que la distancia sobre la superficie terrestre o bajo ella aumenta. Mediante el uso de simples planos inclinados, Galileo comprobó experimentalmente que un cuerpo en caída libre vertical desarrolla un Movimiento rectilíneo uniformemente variado. Para que la aceleración se mantenga constante durante el movimiento, la caída deberá ser de alturas muy pequeñas y, deben desarrollarse en un mismo lugar.

La atracción gravitatoria que ejerce la Tierra sobre todos los cuerpos que le rodean hace que éstos se aceleren cuando son dejados en libertad. Esta aceleración por causa de la gravedad, se llamará aceleración de la gravedad, y es tan común que usamos la letra “G” para representarlo. Así mismo, para efectos prácticos se usa: 9.8 metros sobre segundos al cuadrado. El ejemplo más común del movimiento de aceleración casi constante es el de un cuerpo que cae hacia la tierra. Si no hay resistencia del aire, se observa que todos los cuerpos, cualquiera sea su tamaño, su peso o composición, cae con la misma aceleración en la misma región vecina a la superficie terrestre y, si la distancia no es demasiada grande, la aceleración permanece constante durante la caída. El movimiento ideal en el que se desprecia tanto la resistencia como el pequeño cambio de la aceleración con la altura, se llama: “caída libre”. La aceleración de un cuerpo que cae libremente, se llama aceleración debido a la gravedad y se le conoce por representarse con la letra “G”. Cerca de la superficie de la tierra, su magnitud es aproximadamente de 9.8 metros sobre segundos al cuadrado y está dirigido hacia el centro de la tierra.

la Velocidad inicial normalmente es la velocidad que se le imprime inicialmente a un objeto para ponerlo en movimiento. En este caso como no se le da una fuerza sino solo se deja caer, por lo tanto, la velocidad inicial es igual a cero.

 La Velocidad final es la que alcanzara el objeto o cuerpo cuando llega al punto final de la caída.

El Tiempo es lo que se demora el cuerpo en caer.

La altura es la medida de longitud de una trayectoria o desplazamiento, siempre y cuando la medida se tomada como punto de referencia la vertical.

Y, por último, la gravedad es una fuerza que trata de atraer los objetos hacia abajo. Cualquier cosa que tenga masa también tiene un tirón gravitacional. Entre más masa un objeto tenga, más fuerte es su tirón o jale de atracción gravitacional.

La caída libre no se daría a conocer si no fuera por la variedad de teorías que se han generado, gracias a científicos que dedicaron su vida entera a la física. Especialmente al movimiento de los cuerpos.

De estos resaltamos a: Albert Einstein, Leonardo da Vinci, Isaac Newton, Galileo Galilei.

Comenzando por Albert Einstein quien realizo una diversa clase de experimentos los cuales se basaban en la relatividad de la materia, una de sus investigaciones fue, en el que realizó una ampliación de la hipótesis de los cuantos, establecida por em Planck en, y cuya significación no se comprendió ni aceptó hasta que                         N. Bor expuso su teoría atómica en 1913. Entre 1914 y 1915 sentó las bases de la teoría general de la relatividad, que recibiría su primera confirmación experimental, durante el eclipse solar que se produjo en 1919, con lo que Einstein obtuvo finalmente el reconocimiento mundial.

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