Comprender los conceptos básicos
* Gravedad: La fuerza primaria que actúa sobre un cuerpo que cae es la gravedad. Cerca de la superficie de la Tierra, la aceleración debida a la gravedad (a menudo representada como 'G') es de aproximadamente 9.8 m/s². Esto significa que por cada segundo cae un objeto, su velocidad descendente aumenta en 9.8 metros por segundo.
* Resistencia del aire: La resistencia al aire (también llamada arrastre) se opone al movimiento de un objeto que cae. La cantidad de resistencia al aire depende de factores como la forma, el tamaño y la velocidad del objeto. En muchos casos, inicialmente podemos ignorar la resistencia del aire para simplificar los cálculos.
Cálculo de aceleración
1. Escenario ideal (sin resistencia al aire):
- En el vacío, la aceleración de un cuerpo que cae es simplemente la aceleración debido a la gravedad:
* a =g ≈ 9.8 m/s²
2. Escenario del mundo real (con resistencia al aire):
- La resistencia al aire hace que el cálculo sea más complejo. La aceleración de un cuerpo que cae no es constante, pero disminuye a medida que aumenta la velocidad del objeto. El cálculo exacto depende de las propiedades específicas del objeto y la densidad del aire.
- En general, la aceleración (a) se puede encontrar restando la aceleración debido a la resistencia al aire (AR) de la aceleración debido a la gravedad:
* a =g - ar
Puntos clave
* Aceleración constante: En el escenario ideal sin resistencia al aire, la aceleración de un cuerpo que cae es constante.
* Velocidad terminal: A medida que cae un objeto, su velocidad aumenta y la resistencia al aire también aumenta. Finalmente, la fuerza de resistencia al aire es igual a la fuerza de la gravedad, y el objeto deja de acelerarse. Esto se llama velocidad terminal.
Ejemplo
Digamos que dejas caer una pelota de un edificio. Ignorando la resistencia del aire, la aceleración de la pelota es:
* a =g ≈ 9.8 m/s²
Esto significa que la velocidad de la pelota aumentará en 9.8 metros por segundo cada segundo que cae.
Nota importante: Los cálculos anteriores se simplifican. En situaciones del mundo real, la resistencia al aire puede afectar significativamente la aceleración de un objeto que cae, especialmente a velocidades más altas.
