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5. Movimientos de Cuerpos Bajo la Acción de la Gravedad

El movimiento de caída libre es el movimiento de un objeto sometido exclusivamente a la fuerza peso, es decir, cuando no hay rozamiento con el aire, o éste es despreciable. No se puede considerar “caída libre” la caída de una pluma o de un paracaidista (con el paracaídas abierto), porque el rozamiento con el aire equilibra la fuerza peso, y el movimiento se produce a velocidad constante. El movimiento de caída libre es un movimiento ACELERADO, puesto que parte del reposo y va adquiriendo cada vez más velocidad. En el caso de la foto, el movimiento de caída libre sólo dura los primeros segundos, porque el rozamiento va aumentando con la velocidad, hasta que se alcanza una velocidad constante.

Hay que observar también que, en física, no sólo es “caída libre” cuando se deja caer un cuerpo desde una altura h, sino también cuando se lanza un cuerpo hacia arriba, porque la ecuación del movimiento es la misma.

Los filósofos griegos (con Aristóteles a la cabeza) tenían una idea muy distinta de la caída libre. Pensaban que los cuerpos caen a velocidad constante, y que esa velocidad es mayor cuando el cuerpo pesa más. No habían hecho ningún experimento para comprobarlo, simplemente les parecía que esa ley estaba dictada por el “sentido común”. Todavía muchas personas incultas piensan del mismo modo.

Galileo, en el siglo XVI, comprobó que esta idea estaba equivocada, dejando caer dos bolas del mismo tamaño, pero de distinto peso, desde lo alto de la torre inclinada de Pisa. ¿Por qué no se observa esto con objetos como un papel? Porque el rozamiento con el aire retiene su caída. Si pudiéramos sacar el aire de un recipiente, haciendo el vacío, demostraríamos que un papel y un taco de madera caen exactamente a la vez. Puedes verlo en unos videos que están colgados en la página del departamento:

CUERPOS EN CAÍDA LIBRE

Galileo demostró que el movimiento de caída de cuerpos era un movimiento uniformemente acelerado. Dejó caer una bola por un plano inclinado, y realizó unas marcas a distancias iguales. Comprobó que, transcurrido un segundo, la bola se encontraba en la primera marca, en el siguiente segundo en la cuarta marca, en el siguiente en la novena marca, etc. Es decir, que el espacio recorrido iba aumentando de acuerdo con los cuadrados de los números naturales: 12, 22, 32, 42… Esto está de acuerdo con la ecuación del M.R.U.A. ya que en ella el tiempo se encuentra elevado al cuadrado. Con todo ello, demostró que:

La aceleración de caída de todos los cuerpos es la misma y tiene un valor de 9,8 m/s2 (aproximadamente 10 m/s2), en nuestro planeta y al nivel del mar.

Lo primero que hay que hacer para estudiar el movimiento es colocar el sistema de referencia. Para evitar confusiones, dado que éste se puede poner donde se quiera, lo colocaremos siempre en el punto más bajo de la trayectoria (generalmente el suelo). De esta manera, el eje Y es positivo hacia arriba y el eje X hacia la derecha.