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Información de la pregunta
Título: Caida libre
Experto: janderkla
Valoración: 4
Fecha: 06/02/2008


Caida libre
Hola:
El otro dia tuvimos una discusion entre los amigos sobre los cuerpos en caida libre. Yo expuse que dos cuerpos independientemente de su masa y siempre que esten en el vacio caerian a la misma velocidad. Esto fue motivo de muchos revuelos, pero al final lo aceptaron. El problema vino cuando hablamos de dejar caer los objetos en la atmosfera, donde existe la friccion con el aire. Yo les dije que siempre que ofrezcan la misma resistencia al aire, como seria el caso de dos esferas del mismo radio, seguirian caiendo a la misma velocidad. En este caso no hubo acuerdo y la discusion siguio durante toda la noche.
Le escrivo para saber si me podria dar una respuesta al problema que satisfaga a mis amigos o en caso de estar yo equivocado, hacerme ver que ellos tenian razon.
por tanto la pregunta es: ¿Caeran dos esferas del mismo radio y diferente masa a la misma velocidad encontrandose en la atmosfera?
Muchas gracias de antemano espero que la respuesta sirva para zanjar la discusion.
saludos
Ion

Caida libre
Hola, la respuesta es rotundamente no, puedes hacer la prueva con dos pelotas, una pelota medicinal y otra del mismo radio pero de las inchables de playa. O con una pelota de golf y una pelota de ping pong.
Ahora vamos a la explicacion:
Fuerza = Masa x Aceleración. En este caso tenemos la gravedad que es 9,8 de aceleracion. Redondeemos a 10 m/S^2 para hacerlo simple.
Tenemos una masa de 10kg, eso seria:
Fuerza = 10 x 10 = 100 newtons.
Estos 100 newtons los tenemos siempre haya o no rozamiento. Por tanto en el caso que no haya rozamiento estos 100newtons nos sirven para acelerar la masa de 10 kg a una aceleracion A?
100 = 10 X A ---> A = 10m/S^2 por tanto podrias repetir este rezonamiento para cualquier masa que siempre te daria la aceleracion de la gravedad, unos 10 metros / segundo al cuadrado.
Hasta aqui tenias toda la razon tu, dos cuerpos en el vacio caeran a la misma velocidad independientemente de su masa y forma.
Pero si aplicamos resistencia? que pasara? Vamos alla 2 esferas, supongamos que las dos ofrecen una resistencia de 5 newtons ( Sera mentira, la resistencia sera en funcion de la velocidad, pero supondremos que las dos caen a la misma velocidad por que se aceleran igual y cuando veamos que se aceleran distinto habremos destrozado tu teoria, aunque los calculos no seran exactos.)
Pongamos que una esfera pesa 1Kg y la otra 10kg. empezemos con la de 1kg:
F1 = 1 x 10 = 10 newtons
F2 = 10 x 10 = 100 newtons
Ahora tenemos las fuerzas de cada una al caer, tenemos que restar la resistencia:
10-5= 5 newtons
100-5 = 95 newtons
Ahora calcularemos la aceleracion con esta fuerza mas "real" Aunque ya dije que no es cierta por que veras que las aceleraciones son distintas:
5 = 1 x A = 5 metros/sec^2
95 = 10 x A = 9,5 metros/Sec^2
Segun esto la esfera de 1Kg cae una aceleracion de 5 y la de 10kg cae a una aceleracion de 9,5 casi es el doble de aceleracion, solo aumentando 10 veces la masa.
Cuanto mas masa tiene y menor es su resistencia, mas se acerca a la aceleracion de la gravedad, pero cuando mayor es su velocidad, aumenta mas su resistencia, dado que el rozamiento es funcion de la velocidad y por tanto hay un punto en que el rozamiento se iguala a la gravedad y en ese punto estaremos a la velocidad maxima de caida libre o tambien llamanda: velocidad terminal
La velocidad terminal depende del campo gravitatorio, la aerodinamica del objeto y la masa del mismo.
Si no te queda claro con formulas imaginate un paracaidas de un area de 2 x 10 metros y ahora imaginate un camion de 2 x 10 metros, crees que si los lanzas desde 1000 metros de altura llegaran al suelo a la vez???? Creo que el ejemplo es evidente, ambos ofrecen igual resistencia pero la masa hace acelerar mucho mas al camion.
Espero haber sido de ayuda. Un saludo.

Pregunta finalizada. Valoración: 4
Gracias lo has esplicado muy bien.


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