Experimento de la caída libre de los cuerpos

Introducción

Alguna vez te has preguntado ¿Qué cae más rápido una pelota de beisbol o una hoja de papel?

Durante este documento podrás conocer un poco sobre las teorías propuestas por científicos muy famosos de nuestra historia sobre la caída libre de los cuerpos elaborados con la finalidad de explicar el porqué de las cosas.

Asimismo, conocerás como elaborar un experimento muy sencillo sobre este fenómeno, también podrás saber en sí qué es la caída libre de los cuerpos, las distintas formas de pensar de los grandes científicos y muchas cosas más.

Finalmente, con toda la información que obtendrás en este documento conocerás la posible respuesta a esa pregunta de algo tan cotidiano o ¿Crees que eres lo suficientemente valiente para crear tu propia teoría y desafiar a la naturaleza?

Entonces adelante, Bienvenido.

¿Qué es la caída libre?

Se le llama caída libre al movimiento de un objeto o cuerpo en donde no existe resistencia de algún medio. Como sabrás en el movimiento de la caída libre de los cuerpos intervienen varios factores que son: la forma del cuerpo y el medio por el que se desplaza (En el aire, agua, etc.)

Una mejor forma de explicar la caída libre es que si se elimina el medio de resistencia, por ejemplo el aire, y se arroja una pelota y una pluma de un ave, ambos objetos caerán al mismo tiempo sin importar su peso, ya que no existe resistencia alguna sobre éstos.

Teoría de Aristóteles: Caída Libre

La teoría de Aristóteles se basaba en que todos los cuerpos pesados caían más rápido que los ligeros. Él mencionaba que existían dos tipos de movimientos: naturales, éste a su vez se dividía en dos movimientos que era el movimiento circular de los cosmos y el movimiento hacia la superficie o hacia la atmosfera; y violentos.

El movimiento natural de un cuerpo consistía en la naturaleza formada del mismo (agua, tierra, aire, fuego), éstos se debían mover a su lugar natural y dependiendo del elemento en mayor abundancia era el que determinaba la dirección y la rapidez de éste. Una piedra grande caía más rápido que una piedra pequeña, ya que tenía más tierra.

Los movimientos violentos para Aristóteles eran aquellos que se apartaban de su trayectoria natural. Un ejemplo, que una piedra se elevara hacia atmosfera, cuando su lugar natural es la superficie.

Aristóteles también en sus estudios realizados decía que la rapidez de la caída los cuerpos era directamente proporcional a su peso y que conforme se acercara a su lugar natural su velocidad aumenta.

La teoría propuesta por Aristóteles podía parecer lógica pues un cuerpo pesado cae más rápido que un ligero, ya que la gravedad lo atrae con mayor fuerza. Pero sus argumentos no eran suficientes para poder afirmarlo, sin embargo en su momento fue la mejor manera de explicar la caída libre.

El gran descubrimiento de Galileo Galilei

Uno de los grandes aportes que hay en la Física, es sin duda alguna el que realizó el científico Galileo Galilei que demostró que en todos los cuerpos la aceleración de la gravedad, es igual sin importar su peso, en otras palabras, todos los cuerpos caen al mismo tiempo sin importar su peso.

Esto lo pudo comprobar con su experimento realizado desde la Torre de Pisa. Galileo arrojó dos objetos de diferente peso y mostró que caían al mismo tiempo.

Actualmente, se cree por parte de historiadores que éste experimento de Galileo en la Torre de Pisa no lo pudo llevar a cabo, debido a la dificultad de medir el tiempo. Sin embargo, Galileo Galilei realizó otro experimento llamado Planos inclinados y en ambos experimentos pudo llegar a la misma conclusión. Él utilizó planos inclinados y dos esferas de distinto peso, estudió detalladamente el comportamiento de las esferas sobre los planos inclinados y notó que a pesar de que las esferas eran de distinto peso su comportamiento sobre ellos no difiere. El objetivo de haber utilizado los planos inclinados era que gracias a su superficie hace que los objetos se muevan más lento y que se pueda medir mejor el tiempo de caída. Galileo utilizó para éste experimento un reloj de agua, clepsidra.

En la teoría de Galilei él explica que si dos cuerpos de diferente peso caían desde el vacío en donde no hay aire, ambos caerían al mismo tiempo. No obstante, Galileo no contaba con un vacío pero pudo imaginar uno. Él dibujo un cuerpo pesado atado a un cuerpo ligero y dedujo que éste cuerpo compuesto caerían más rápido que el cuerpo pesado solo, y que el cuerpo ligero no podía retardar su caída sino que caía con más velocidad.

Sin duda alguna, las afirmaciones en la teoría de Galileo Galilei pudieron corregir la idea que se tenía durante mucho tiempo de la caída libre que descubrió Aristóteles.

Aristóteles y Galileo en distintas épocas

El porqué de que las ideas de Aristóteles y Galileo Galilei son diferentes, se debe a que ambos pertenecieron a épocas muy distintas del desarrollo del pensamiento humano.

En la época de Aristóteles sus ideas aún no se necesitaban ser experimentadas forzosamente para poder ser aceptadas, se basaban más en la observación para poder ser aceptadas, sin embargo esto era suficiente para poder explicar, en su época, muchos fenómenos que ocurrían en la naturaleza.

En el periodo de Galileo Galilei la experimentación, el registro y el uso de las matemáticas eran y aun lo son muy importantes si se quiere deducir alguna idea o teoría. Es por eso, que Galileo tenía más argumentos que le permitieran afirmar lo que él estaba diciendo y con ello corregir por completo la idea de Aristóteles.

A partir de Galileo y de algunos otros científicos surgieron las bases para establecer la ciencia como la conocemos hoy en la actualidad.

Experimenta

A llegado el momento de ponerte a prueba, ahora que ya conoces qué es la caída libre y las grandes teorías de los científicos de nuestra historia, experimentaremos un poco con la caída libre.

Es un experimento muy sencillo que te servirá para que compruebes tú mismo esté fenómeno que ocurre todos los días a toda hora, pero apuesto a que nunca te habías puesto a observarlo detalladamente.

Materiales

2 botellas de plástico

Piedras, arena o cualquier otro material que aumente el peso de la botella

Procedimiento

1.-Llena una de las botellas con el material que conseguiste y la otra déjala vacía.

2.-Deja caer las dos botellas al mismo tiempo desde una superficie considerablemente alta.

Procura que la superficie donde caerán las botellas sea blanda para que no se rompan y las puedas utilizar varias veces.

El experimento puede fallar si alguna de las botellas es muy ligera, ya que esto hace que el aire disminuya su velocidad.

Observaciones

Ambas botellas aterrizaron al mismo tiempo aunque tuvieran distinto peso. Como vimos anteriormente, este es un claro ejemplo de caída libre de los cuerpos y ocurre porque el medio de resistencia (el aire) no interviene en su movimiento.

Recuerda que si alguna botella es muy ligera, el experimento fallará.

¿Qué cae más rápido?

En una encuesta realizada se les pregunto a 10 personas sobre ¿Qué cae más rápido una pelota de beisbol o una hoja de papel? Y las estadísticas fueron las siguientes.

El 90% dijeron que caía más rápido la pelota de Beisbol, el 10% dijo que caían al mismo tiempo y 0% dijo que caía más rápido la hoja de papel. Si bien, sus respuestas parecen lógicas como alguna vez lo dijo Aristóteles, pero como ya vimos ambas cosas caen al mismo tiempo solo que el medio de resistencia, en este caso el aire hace que se retarde la caída de la hoja de papel.

Si los arrojáramos en el vacío donde no hay aire, ambas cosas caerían al mismo tiempo, como lo hizo el astronauta David R. Scott en la misión del Apolo 15 en la cual él arrojó un martillo y una pluma de un ave, y estos cayeron al mismo tiempo, comprobando lo dicho por Galileo Galilei.

Conclusión

Ahora que ya conoces parte de lo qué es la caída libre de los cuerpos podrás responder a la pregunta que mencionamos anteriormente y a muchas otras más. Entonces cuando alguien te pregunte por la calle tú sabrás responder –Ambas cosas cae al mismo tiempo solo que el aire retarda la caída del cuerpo ligero, pero si son lanzadas desde el vacío caen igualmente sin importar su peso-

Y verás que todos quedarán asombrados con tu gran respuesta basada en la Teoría de Galileo Galilei.

Referencias Bibliográficas

Consultado 21/11/2012 www.educared.org/global/el-mundo-de-las-ciencias

Consultado 21/11/2012 www.geociencias.unam.mx

Consultado 26/11/2012 Cetto, Ana María, El movimiento: sus causas, México, Trillas, 1980

Autor:

Carlos Flores