¿Qué cae más deprisa una hoja de papel o una moneda?
Si se deja caer una hoja de papel y una moneda, la moneda llega mucho antes al suelo. Sin embargo si se arruga la hoja y se hace una pequeña pelotita con ella al repetir el experimento se observará que prácticamente llegan al suelo de forma simultánea.
Si no hubiese aire en la Tierra todos los objetos, independientemente de su forma y peso, caerían a la misma velocidad. La presencia del aire influye en la velocidad de la caída frenando unos objetos más que a otros según su forma. Al hacer una bola con la hoja de papel conseguimos minimizar la influencia del aire.
Galileo descubrió este hecho y cuenta la leyenda que para demostrarlo dejo caer desde lo alto de la torre de Pisa dos bolas. Las dos bolas eran de peso muy diferente y sin embargo llegaron simultáneamente al suelo. Las ideas aristotélicas vigentes en la época de Galileo exigían que los objetos pesados debían caer más deprisa que los ligeros.
Dave Scott, uno de los astronautas del Apollo 15, realizo en la Luna un experimento consistente en dejar caer desde la misma altura un martillo y una pluma. Como era de esperar (En la Luna no hay atmósfera) ambos llegaron simultáneamente al suelo |
.
| ¿A qué fuerzas está sometido un objeto que cae en el aire? Por una parte está la fuerza con que lo atrae la Tierra, el peso, y por otra, la fuerza de resistencia que ejerce el aire(1) Si la caída no es muy prolongada, se puede considerar que el peso se mantiene constante. La resistencia del aire, sin embargo depende de la velocidad de caída. Cuanto mayor sea esta, mayor es la fuerza con que el aire frena la caída del objeto. Una consecuencia de lo anterior es que la fuerza neta que actúa sobre el objeto se hace cada vez más pequeña. En el momento en que la resistencia iguala a peso, la fuerza neta es nula y a partir de aquí, la velocidad se mantiene constante. A esta velocidad se le denomina velocidad límite o terminal. En la tabla se muestran las velocidades límites que alcanzan algunos objetos cuando caen en el aire. Una vez que el objeto alcanza la velocidad límite, ya no importa el tiempo que continue cayendo, llegará al suelo con esa velocidad. La altura de un piso 50 es suficiente para que se alcance la velocidad límite, por tanto, caer desde una altura mayor no supone ningún aumento de la velocidad con que se llega al suelo. (1) También actúa una fuerza de empuje, que en general es muy pequeña, y que de todas formas, no afecta al razonamiento. Se puede incluir, considerando el peso aparente (Peso - Empuje) en lugar del peso |
En las gráficas siguientes se representa la velocidad con que cae un paracaidista frente al tiempo, según tenga o no abierto el paracaídas: | |
Con el paracaídas abierto en 2 s se alcanza la velocidad límite, mientras que con el paracaídas cerrado se necesitan unos 15 s. EJEMPLO CAIDA LIBRE http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/graves/graves.htm#descripcion |
No hay comentarios:
Publicar un comentario