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1 - Todos los cuerpos tardan lo mismo en caer
ОглавлениеEsto es algo que se conoce bien, desde hace mucho, en la física. Pero muchas personas son reacias a admitirlo hasta que no se les explica con diferentes ejemplos. Hay que recordar, primero, que estos principios se explican para cumplirse en una hipotética atmósfera sin aire (sin resistencia ni otras fuerzas aerodinámicas), pero con la gravedad de la tierra. Por ello, lo que dice el principio es que si dos cuerpos se dejan caer, partiendo con la misma velocidad inicial (que puede ser 0 u otra), desde la misma altura, llegarán al suelo después de cubrir el mismo tiempo de vuelo. Es decir, si dejáramos caer en el vacío (vacío de aire) una hoja de papel y una bola de acero de lanzamiento de peso masculino (de 7,26 kp de peso) ambas llegarían al suelo a la vez (figura 9).
El principio dice que el tiempo en caer, y por tanto la velocidad que se logrará en la caída, no depende del peso de los cuerpos, si no interviniera la resistencia del aire. Por tanto, en el vacío, lo que nos sorprendería es la velocidad con la que caerían al suelo las hojas de papel, o las plumas, o las hojas de los árboles, ya que lo harían a plomo. Esto es así porque la acción de la gravedad actúa igual con todos los cuerpos, independientemente de su peso. Pero en la atmósfera real, la bola de acero adquirirá mayor velocidad y llegará antes al suelo. La explicación es por el mayor freno que provoca la resistencia del aire sobre la hoja de papel. Ese freno no depende del peso, pues cuando cae en caída libre un paracaidista de 70 kp lo hará a una velocidad parecida a si cayeran unidos, formando una figura, 10 paracaidistas de 70 kp. Es decir, caería a la misma velocidad un cuerpo de 70 que otro de 700 kp. Pero todo el mundo sabe que una botella de plástico llena de agua cae más rápido que una botella vacía de agua, sobre todo desde considerables alturas de caída. Claro que si los 10 paracaidistas se juntan en un único cuerpo, pero en vez de formar una figura habitual se colocaran en vertical uno encima de otro, caerían a más velocidad que un único paracaidista. Es decir, en la atmósfera real, con resistencia del aire, cuenta la relación entre superficie de choque contra el aire y peso del cuerpo (además de otras variables aerodinámicas). Por ello, en el último ejemplo se obtenía el área de choque de un paracaidista, pero con el peso de 10, y por eso caían más rápido. En cambio, tanto cuando caía un solo paracaidista, como cuando lo hacen 10 cogidos en una figura habitual, se obtienen relaciones de 70 kp por cada superficie de paracaidista.
PUNTO CLAVE
En el vacío (sin aire pero con gravedad) una pluma de un pájaro y un peso de lanzamiento de peso tardarían lo mismo en caer desde la misma altura y, por lo tanto, alcanzarían la misma velocidad.
Figura 9. En el vacío (de aire), la acción de la gravedad provocará que una hoja de papel caiga a plomo hasta el suelo. Por ello tardará lo mismo en caer, desde la misma altura, que, por ejemplo, una bola de acero de lanzamiento de peso masculino (pesa de 7,26 kp).