Aristóteles consideraba que los objetos pesados caían más rápido que los más ligeros desde una misma altura. Lo más sorprendente es que esta idea aristotélica permaneció inmutable y aceptada durante dos mil años, hasta que Galileo Galilei demostró lo contrario. La gran novedad que introdujo Galileo fue que además de teorizar, decidió experimentar para comprobar la naturaleza de la gravedad.
Cabe resaltar que Galileo fue el primero en diseñar experimentos mentales utilizando el método hipotético-deductivo. De esta manera podía pronosticar el resultado del experimento basado en una teoría y por otro lado podía deducir lo que pasaría según la teoría de Aristóteles, si no hubiera resistencia del aire. Galileo había demostrado que el tiempo de descenso de un objeto es independiente del peso del cuerpo que cae, ya que siempre caen con la misma aceleración.
La experimentación científica: del mito a la realidad
Recordando una de las anécdotas de la historia de la ciencia, se dice que Galileo Galilei dejó caer dos esferas de diferente masa desde lo alto de la torre inclinada de Pisa. Con los distintos lanzamientos observó que, independientemente de su masa y tamaño, los objetos tardaban el mismo tiempo en llegar al suelo cuando se lanzaban desde la misma altura. Además, consiguió demostrar que la afirmación de que los objetos caían con velocidad constante era falsa; todos los objetos que Galileo lanzó de la torre se aceleraban durante la caída.
Es importante notar que no hay constancia de que Galileo realizase ningún experimento desde la Torre de Pisa dejando caer dos objetos. Este mito surgió cuando Galileo en uno de sus libros planteaba la posibilidad de lanzar dos objetos diferentes desde lo alto de una torre. Simon Stevin y Jan de Groot llevaron a cabo la proposición que Galileo planteaba en sus libros años atrás, dejando caer dos objetos desde la Torre New Equerq en Delf.
Factores que influyen en la caída
En el caso más sencillo, la trayectoria es vertical y descendente, por lo que el movimiento es acelerado. Sin embargo, existen factores que pueden intervenir en el movimiento:
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- Rozamiento con el aire: En el caso más sencillo, el rozamiento solamente frenará la velocidad de la caída. Pero, en general, su influencia puede ser mucho mayor y añadir otro factor al movimiento.
- Forma del objeto: Si reprodujéramos el experimento y dejáramos caer dos objetos de diferente masa, podríamos observar que algunos objetos livianos no caen igual que otros objetos más pesados, dependiendo de su forma.
- Ausencia de atmósfera: Afortunadamente el experimento de Galileo fue recreado en condiciones sin atmósfera por David Scott, miembro de la misión Apolo 15, quien dejó caer una pluma y un martillo.
Aceleración, fuerzas G e ingravidez
Por norma general, la gravedad terrestre corresponde a una aceleración de 1G, la famosa aceleración g=9.8 m/s². Esta aceleración puede entenderse como una fuerza por unidad de masa. Lo interesante de estas fuerzas G es que las podemos experimentar sin estar en el espacio, las podemos experimentar en la caída libre. La ingravidez es la ausencia de peso, característica de personas y objetos que no están sometidos a la fuerza de soporte del suelo.
Tabla: Comparativa de fenómenos en caída libre
| Concepto | Descripción |
|---|---|
| Caída libre ideal | Movimiento bajo la única influencia de la gravedad, g = -9.8 m/s². |
| Fuerza G positiva | Generada durante ascensos o giros pronunciados; aumenta el peso aparente. |
| Ingravidez | Estado donde no hay fuerzas de soporte, ocurre durante la caída libre acelerada. |
Seguro has experimentado algún juego mecánico en parques de diversiones como el Kilahuea o la montaña rusa, claros ejemplos a los que se aplica el concepto de caída libre. Cuando empezamos a descender en una montaña rusa, llega un momento en que la fuerza entre los pasajeros y el carro es casi cero. Esto pasa exactamente con los astronautas en la estación espacial, quienes constantemente están “en caída libre”, aunque no llegan a la superficie terrestre gracias a la velocidad orbital que equilibra la atracción gravitatoria.
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