3. Cuando la aceleración es la gravedad

Hay un MRUA que es especialmente importante por "lo cerca" que lo tenemos.

Al decir "cerca" nos referimos a que es un fenómeno muy cotidiano; todos los días vemos ejemplos de ese movimiento (más o menos) ¿O acaso no has visto nunca algo que se cae desde cierta altura, como una hoja que cae de un árbol, por ejemplo? ¿O no has lanzado algo verticalmente hacia arriba (una piedra, una pelota...)?

Pues bien, el movimiento de esos objetos que caen o que se lanzan verticalmente hacia arriba es un MRUA, cuya aceleración constante vale 9,8 m/s2 y SIEMPRE está dirigida hacia el centro de la Tierra.

A esa aceleración con la que caen los objetos se la suele llamar la aceleración de la gravedad y se suele representar por la letra g.

El estudio de estos movimientos es muy sencillo porque... ¡Siempre sabemos lo que vale la aceleración!

Importante

Las ecuaciones del movimiento para la caída libre o un lanzamiento en vertical son:

ecuaciones caida libre
Imagen de elaboración propia

Caso práctico

Manzana
Imagen  en Pixabay de mariocolantonio.
Dominio público

Todo empezó con una manzana… en caída libre

Según cuenta la leyenda, Newton llevaba ya bastante tiempo dándole vueltas al tema de porqué caían los cuerpos, hasta que un día... se le cayó la manzana en la cabeza.

Sí, así como lo lees. Estaba leyendo bajo un gran manzano cuando una manzana madura se desprendió del árbol y fue a caer justo a su lado. Como te digo, la leyenda cuenta que entonces Newton comprendió por fin porqué las cosas caían como caían.

Pero claro... eso es... solo una leyenda.

Imagina que Newton hubiese "acechado" otra manzana (no dudes que si la leyenda es cierta, seguro que lo hizo) y hubiese medido el tiempo que tardase en caer: 85 centésimas de segundo, es decir, 0,85 s.

¿Podría haber podido calcular Newton con esos datos desde qué altura cayó la manzana? ¿Y tú, lo podrías calcular?

Hoja
Imagen en Pixabay de Erniene. Dominio público

¿Y si en lugar de una deliciosa manzana, hubiera sido una hoja la que se cae del árbol, pero desde la misma altura?

¿Habría tardado el mismo tiempo? ¿Tal vez más...?

Tu experiencia te dice que... ¡POR SUPUESTO QUE SÍ! La hoja tardaría más tiempo en caer, ¿verdad?

Pero... ¿Y si no hubiera aire? ¿Qué pasaría si tanto la manzana como la hoja cayesen... pero en el vacío, donde no la pudiera frenar el aire?

Curiosidad

Parece mentira pero…

... en ausencia de aire, en el vacío, todos los cuerpos caen de la misma forma, con la misma aceleración, con la misma velocidad. Es algo que no nos imaginamos porque, claro, siempre hemos visto las cosas caer "habiendo aire".

Es algo que ya nos dejó dicho Galileo hace muchos, muchos años (en el siglo XVII), y que los astronautas que llegaron a la Luna en la misión Apolo XV pudieron comprobar "en directo" (allí no hay aire que frene la caída de los cuerpos y, además, la aceleración de la gravedad es mucho más pequeña que en la Tierra, solo 1,6 m/s2, con lo que "se ve mejor", las cosas caen más despacio).  En el siguiente vídeo de Andrew Faaroh tienes la prueba.

Vídeo de Andrew Faaroh en youtube

Transcripción del Diario de a bordo

167:22:06 Scott: Bien, en mi mano izquierda tengo una pluma y en la derecha un martillo. Y supongo que una de las razones por la que estamos hoy aquí es por un caballero llamado Galileo, porque hace mucho tiempo hizo un importante descubrimiento sobre los cuerpos que caen en un campo gravitatorio. Y pensamos que la Luna sería el mejor lugar para confirmar sus ideas.

167:22:28 Scott: Ahora lo intentaremos para que lo veas. Concretamente, la pluma es de un halcón, una pluma de halcón de nuestro Halcón (se refiere al halcón del escudo de..). Ahora soltaremos los dos a la vez y, esperemos, llegarán al suelo a la vez. (Pausa)

167:22:43 Scott: ¡Qué te parece!
167:22:45 Allen: ¡Qué te parece! (Aplausos en Houston)

167:22:46 Scott: Lo que demuestra que las ideas de Galileo eran correctas. (Pausa)

Para saber más

Bolas hacia arriba
Imagen en Pixabay de coffee. Dominio público

Caída libre pero… hacia arriba

¿Qué sucede cuando, en vez de dejar caer un cuerpo, lo lanzamos hacia arriba? Sabes que, al final, acabará bajando. Pero... ¿Por qué no sube indefinidamente? ¿Cómo saber hasta qué altura subirá? ¿Cuánto tiempo estará subiendo?

Si haces clic sobre la imagen accederás a un documento donde encontrarás respuesta a estas preguntas, y podrás aprender a resolver ejercicios sobre ascenso y caída de cuerpos.