Caída Libre

Caída libre
En física, se denomina caída libre al movimiento de un
cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio.
Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia
aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo, es frecuente
también referirse coloquialmente a éstas comocaídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no
sean por lo general despreciables.

2 Caída libre ideal

Ejemplos de caída libre deportiva los encontramos en actividades basadas en dejarse caer una persona a través de
la atmósfera sin sustentación alar ni de paracaídas durante
un cierto trayecto.[1][2]

tervienen el peso P (vertical, hacia abajo) y el rozamiento aerodinámico f(v) enla misma dirección, y sentido
opuesto a la velocidad. Dentro de un campo gravitatorio
aproximadamente constante, la ecuación del movimiento
de caída libre es:

En la caída libre ideal, se desprecia la resistencia aerodinámica que presenta el aire al movimiento del cuerpo,
analizando lo que pasaría en el vacío. En esas condiciones, la aceleración que adquiriría el cuerpo sería debidaexclusivamente a la gravedad, siendo independiente de su
masa; por ejemplo, si dejáramos caer una bala de cañón y
una pluma en el vacío, ambos adquirirían la misma aceEl concepto es aplicable también a objetos en mo- leración, g , que es la aceleración de la gravedad
vimiento vertical ascendente sometidos a la acción
desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o a cualquier objeto (satélitesnaturales o artificiales, 3 Ecuación del movimiento
planetas, etc.) en órbita alrededor de un cuerpo celeste.
Otros sucesos referidos también como caída libre lo cons- De acuerdo a la segunda ley de Newton, la fuerza F que
tituyen las trayectorias geodésicas en el espacio-tiempo actúa sobre un cuerpo es igual al producto de su masa m
descritas en la teoría de la relatividad general.
por la aceleraciónque adquiere. En caída libre sólo in-

1

F = P + f = −mgj − f vv = m dv
dt

La caída libre como sistema de
referencia

La aceleración de la gravedad g lleva signo negativo porque se toma el eje vertical como positivo hacia arriba.

Un sistema de referencia ligado a un cuerpo en caída libre
puede considerarse inercial o no inercial en función del
marco teórico que se esté usando.

4 Trayectoria encaída libre

En la física clásica, la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre una masa es proporcional a la intensidad del campo
gravitatorio en la posición espacial donde se encuentre
dicha masa. La constante de proporcionalidad es precisamente el valor de la masa inercial del cuerpo, tal y como establece el principio de equivalencia. En la física
relativista, la gravedad es el efecto que producesobre
las trayectorias de los cuerpos la curvatura del espaciotiempo; en este caso, la gravedad no es una fuerza, sino
una geodésica. Por tanto, desde el punto de vista de la
física clásica, un sistema de referencia en caída libre es
un sistema acelerado por la fuerza de la gravedad y, como
tal, es no inercial. Por el contrario, desde el punto de vista
de la física relativista, el mismo sistemade referencia es
inercial, pues aunque está acelerado en el espacio, no está acelerado en el espacio-tiempo. La diferencia radica en
la propia definición de los conceptos geométricos y cinemáticos, que para cada marco teórico son completamente
diferentes.

4.1 Caída libre totalmente vertical
El movimiento del cuerpo en caída libre es vertical con
velocidad creciente (aproximadamente movimientouniformemente acelerado con aceleración g) (aproximadamente porque la velocidad aumenta cuando el objeto disminuye en altura, en la mayoría de los casos la variación
es despreciable). La ecuación de movimiento se puede
escribir en términos la altura y:
(1) −mg + f = may
donde:

ay , vy
f
1

2

4 TRAYECTORIA EN CAÍDA LIBRE

• Si, en primera aproximación, se desprecia la fuer- La velocidad límite...