El filósofo griego Aristóteles

Caída libre

El filósofo griego Aristóteles (348-322 a C) afirmó en sus escritos que los cuerpos caen a una velocidad proporcional a su peso.

Aristóteles formuló su teoría de los objetos en caída libre, suponiendo que todos se componen de cuatro elementos: tierra, aire, fuego y agua. Los que están constituidos primordialmente por tierra y agua tratan de alcanzar su lugar natural de reposo: la Tierra; Los objetos que se componen de aire tratan de subir a su estado natural de reposo: el cielo.

Para Aristóteles existían dos tipos de movimiento: el movimiento natural y el movimiento violento.

El movimiento natural podía ser hacia arriba o hacia abajo en la Tierra, en donde los cuerpos pesados (como una piedra) tendían naturalmente a ir hacia abajo, y los cuerpos livianos (como el humo) tendían naturalmente hacia a ir arriba. Esto ocurría así porque los objetos buscaban sus lugares naturales de reposo y, por ser movimientos naturales, no estaban provocados por ninguna fuerza.

El movimiento violento era un movimiento impuesto, originado por la acción de fuerzas que actuaban sobre un cuerpo: tiraban o empujaban. Los cuerpos en su estado natural de reposo no podían moverse por sí mismo, sino que era necesario aplicarles una fuerza (empujarlos o tirarlos) para que se muevan.

Fue Galileo Galilei (1564-1642) quien finalmente abrió el camino al desarrollo de la verdadera ciencia, realizando importantes avances en Astronomía, óptica y mecánica.

Diseñó ingeniosos métodos para cronometrar con exactitud la forma en que caen objetos semejantes de distinto peso y pudo establecer que el peso de un objeto no influye en su aceleración, con la condición de que sean despreciables los efectos de la resistencia del aire.

Galileo dejó caer objetos de diferentes pesos desde lo alto de la Torre inclinada de Pisa y comparó sus caídas.

Fue Galileo quien introdujo por primera vez la idea de la aceleración. La desarrolló al descubrir el movimiento de los cuerpos que caen y probó su resultado haciendo ver primero que el movimiento de una pelota o esfera rodando por un plano inclinado era similar al de una pelota en caída libre.

Galileo demostró que si la aceleración a lo largo del plano inclinado es constante, la aceleración debida a la gravedad debe ser constante y verificó su suposición de que las esferas al descender por planos inclinados se incrementaban uniformemente con el tiempo. Encontró que las esferas adquirían la misma cantidad de rapidez en cada intervalo sucesivo de tiempo; esto es, las esferas rodaban con aceleración uniforme o constante. La velocidad en cualquier tiempo es simplemente igual a la aceleración multiplicada por el tiempo. Galileo encontró mayores aceleraciones para planos inclinados más empinados. La esfera adquiere su máxima aceleración cuando el plano se levanta a la posición vertical; esto es, la aceleración de Caída libre.

El término caída libre es una expresión aplicado tanto a los cuerpos que ascienden como a los que descienden. La caída libre es un movimiento de aceleración constante.

En la caída libre el aprendizaje de las cualidades del movimiento de objetos físicos debe empezar con el estudio de la caída libre. El ejemplo más común de movimiento con aceleración constante es el de un cuerpo que cae en dirección a la Tierra. Al dejar caer un cuerpo desde una gran altura se tendrá que al comienzo el movimiento es uniformemente acelerado, siendo la velocidad muy pequeña y como consecuencia lo será también la resistencia del aire (R).

A medida que la velocidad aumenta, el valor de la resistencia del aire también aumenta y la aceleración del movimiento va disminuyendo gradualmente hasta llegar a un momento en que la resistencia y el peso del cuerpo ( ) tiene el mismo valor, ( ). A partir de entonces no hay aceleración y el cuerpo sigue cayendo con velocidad constante. Esa velocidad final constante se denomina Velocidad límite o terminal del cuerpo.

Las ecuaciones que describen el movimiento de los cueros que se mueven en el vacío en dirección vertical son las que corresponden a cualquier movimiento uniformemente variado, con un valor de aceleración, hacia abajo, igual a 9,8 m/s2.

Para el manejo de las ecuaciones, si la parte positiva del eje y se considera hacia arriba, la aceleración g es igual a -9,8 m/s2, mientras la parte positiva del eje y hacia abajo la aceleración de la gravedad g es igual a 9,8 m/s2.

Cuando lanzamos un objeto verticalmente hacia arriba, la fuerza gravitatoria actúa, al igual que en la caída libre, atrayéndolo hacia el centro de la Tierra. De este modo, la velocidad del cuerpo irá disminuyendo

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