¿Cómo es el movimiento de los cuerpos que caen?

Seguramente has observado que cuando deja caer un objeto, como una piedra o una moneda, se mueve siempre en línea recta hacia abajo.

Normalmente vemos cosas caer, cosas ligeras y pesadas;aquí cabría hacernos una pregunta: si dejamos caer dos objetos desde la misma altura, una de un kilogramo y otro de dos kilogramos, ¿Cuál llegará primero al piso?, ¿los objetos llegarán al piso con diferente rapidez? Realiza un experimento para responder a estas preguntas.

http://www.youtube.com/watch?v=s5QcJfMH-es

Experimentos realizados han proporcionado información acerca de la caída de los cuerpos, y pone en entredicho la idea de que los cuerpos más pesados caen más rápido que los de menor peso. (El concepto de "peso" lo abordaremos con mayor profundidad posteriormente; por el momento diremos que los objetos más pesados son los de mayor masa). Esta misma idea condujo al astrónomo, filósofo y matemático italiano Galileo Galilei (1564 - 1642) a realizar experimentos que explicaron este comportamiento. Sus investigaciones y pensamiento representaron un hito en la historia de la ciencia.

Antes de Galileo las ideas aceptadas como ciertas acerca del movimiento de los cuerpos fueron las de los grandes pensadores griegos, entre ellos Aristóteles; este pensador aseguraba que los cuerpos más pesados ( o con mayor masa ) caían más rápido que los cuerpos menos pesados. En la época de Aristóteles no se hacia mucho uso de la experimentación; se tenía la idea de que para comprender el mundo era suficiente un proceso y una estructura de pensamiento llamada lógica. http://www.youtube.com/watch?v=teM_Xm1gj30

Si tienes dos cuerpos: una hoja de papel extendida y una moneda, ambas las dejas caer al mismo tiempo, observarás que el primer cuerpo cae después que la moneda, es porque "algo" detiene a la hoja en su trayectoria y la "obliga" a caer más despacio que si estuviera compactada. Lo que interfiere en el movimiento de la hoja de papel extendida es el aíre. ¿Puedes suponer cómo sería el movimiento de la misma hoja si no existiera el aíre? Efectivamente, si no existiera el aíre, absolutamente todos los cuerpos caerían al mismo tiempo, pues no existiría un agente externo que se opusiera al movimiento vertical. Actualmente existen dispositivos a los cuales se les extrae prácticamente todo el aíre; se les llama cámaras de vacio. Dentro de este tipo de cámaras, todos los objetos caen al mismo tiempo. Esta fue la hipótesis de Galileo: que todos los cuerpos debían caer con la misma rapidez en ausencia de aire o cualquier otro agente externo que se oponga a su caída.

Normalmente, el movimiento de un cuerpo que cae está sometido a la resistencia del aire, si no hubiera aire, tampoco habría resistencia a la caída de los cuerpos; bajo esta condición se dice que el movimiento de los cuerpos es de caída libre. Podríamos decir que el movimiento vertical en los cuerpos cuya masa está distribuida de tal forma que el aire no ofrece mucha resistencia a su caída, es aproximadamente de caída libre.

Galileo no sólo postuló que en ausencia de aire los cuerpos debían caer con la misma rapidez; su objetivo era describir lo más detalladamente el movimiento de los cuerpos en caída libre.El experimento que se supone realizó Galileo en la torre de Pisa fue cualitativo y su finalidad era demostrar la invalidez de los postulados aristotélicos. Pero Galileo no pudo hacer mediciones de tiempo o rapidez en este experimento ya que en esa época no se disponía de instrumentos de medición apropiados. Así, Galileo no describió el movimiento de los cuerpos que caen libremente, sino mediante experimentos con planos inclinados y con objetos esféricos, este movimiento sobre planos inclinados es similar al de caída libre. Por otra parte, actualmente disponemos de instrumentos de medición precisos como relojes digitales y velocímetros, de manera que hoy es posible realizar mediciones directas de la caída libre.

http://www.youtube.com/watch?v=ibpLvMS3-zs

http://www.youtube.com/watch?v=4pFR9BJYcLk

Experimentos de Galileo en planos inclinados

Como el descenso de un cuerpo en caída libre es muy rápido como para medir el tiempo cuando va cayendo, Galileo pensó en el plano inclinado con el próposito de retardar la caída de un cuerpo y poder medir el tiempo.

Realizando un experimento con un plano inclinado como el que llevo a cabo Galileo, podrás analizar las variables de distancia, tiempo y rapidez en movimiento de caída libre.