CAÍDA LIBRE

CAÍDA LIBRE

Efecto que experimentaría un cuerpo sometido exclusivamente a la acción de la gravedad.

Los cuerpos que presentan esta clase de movimiento poseen una aceleración orientada hacia abajo y su valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente 9,8 m/s², lo que significa que los cuerpos que caen libremente aumentan su velocidad (hacia abajo) a razón de 9,8 m/s cada segundo. En la caída libre se desprecia la resistencia del aire. La aceleración a la que se ve sometido un cuerpo en caída libre, recibe el nombre de aceleración de la gravedad y se representa a través de la letra g.

Si el movimiento considerado es de descenso o de caída, el valor de g resulta positivo como corresponde a una auténtica aceleración. Si por el contrario, es de ascenso en vertical, el valor de g se considera negativo, pues se trata, en tal caso, de un movimiento desacelerado.

En el sector (verde) es donde actúa la acción de la gravedad, siendo de mayor valor entre más cerca esté a la Tierra (punto rojo), disminuyendo hasta llegar a ser nula, en donde se considera la gravedad cero o ingravidez, en este lugar se ubican los satélites (punto azul).

Para los ejemplos que se analizarán a continuación, los cambios en el valor de la gravedad son pequeños y por tal razón se puede considerar constante e igual a 9.8 m / s2, 980 cm /s2 ó 32 ft /s2 de acuerdo con el sistema de unidades que se esté manejando, estos valores se dan con referencia al nivel del mar. La siguiente tabla contiene los valores de g en diferentes lugares:

Sitio	g (m/s²)
Mercurio	2,8
Venus	8,9
Tierra	9,8
Marte	3,7
Júpiter	22,9
Saturno	9,1
Urano	7,8
Neptuno	11,0
Luna	1,6

La caída libre es un movimiento uniformemente acelerado, pero se aplica sobre el eje y, por tal motivo, se toman la mismas expresiones del movimiento acelerado, haciendo un cambio de nomenclatura y teniendo en cuenta que la velocidad inicial es cero.

Expresiones de movimiento acelerado:

Expresiones para caída libre:

Se considera g con signo + cuando el movimiento es de descenso y con signo - cuando es de ascenso. 

Traducidas así:

 

Es importante tener claro el concepto de sentido del vector, pues aquí es totalmente diferente decir que un cuerpo esté cayendo o subiendo.

Analicemos el hecho en donde un cuerpo cae, para este caso la velocidad va en el mismo sentido del movimiento hacia abajo y como el sentido de la gravedad es siempre hacia abajo, se considera que la gravedad es positiva y en el caso en donde un cuerpo esté subiendo, la velocidad va en el sentido del movimiento y la gravedad es negativa.

Cuerpo cayendo, la velocidad y la gravedad tienen igual sentido, por lo tanto g es positiva.

 

Cuerpo subiendo, la velocidad y la gravedad tienen sentido opuesto, por lo tanto g es negativa.

Un análisis que siempre atrae la curiosidad, es el hecho de ver el movimiento en caída libre de una piedra y una moneda en un patio o salón, y realizar el mismo caso en un tubo al vacío, pues aquí tanto la piedra como la moneda caen iguales, lo que no ocurre en el primer caso, esto se debe a la resistencia que presenta el aire, según la forma de los objetos que caen.

Otro ejemplo para evidenciar este fenómeno, se ve cuando se dejan caer dos hojas de papel, una arrugada en forma de bola, y la otra extendida, en este caso se ve que la arrugada cae más rápido, esto sucede porque la que no esté doblada presenta mayor área de contacto con el aire (fenómeno que se aplica en la construcción de paracaídas).