Calculadora de Caída Libre
Calcule parámetros para objetos que caen bajo la gravedad
La caída libre es el movimiento de un objeto bajo la influencia única de la gravedad. En una caída libre ideal:
- Solo actúa la fuerza gravitacional sobre el objeto
- Se desprecia la resistencia del aire
- La aceleración es constante (g ≈ 9,81 m/s² cerca de la superficie terrestre)
- El movimiento es vertical
En realidad, la resistencia del aire afecta a los objetos en caída, pero el caso ideal proporciona una buena aproximación para muchas situaciones.
Ecuaciones clave para el movimiento de caída libre:
Velocidad Final: v = v₀ + gt
Altura: h = v₀t + ½gt²
Tiempo de Caída: t = (-v₀ ± √(v₀² + 2gh))/g
Donde:
- v es la velocidad final
- v₀ es la velocidad inicial
- g es la aceleración debida a la gravedad (9,81 m/s²)
- t es el tiempo
- h es la altura
Durante la caída libre, la energía se convierte entre formas potencial y cinética:
Energía Potencial: EP = mgh
Energía Cinética: EC = ½mv²
Energía Total: E = EP + EC (constante)
Principios de conversión de energía:
- Máxima energía potencial en el punto más alto (mínima energía cinética)
- Máxima energía cinética en el punto más bajo (mínima energía potencial)
- La energía mecánica total se conserva en caída libre ideal
Los cálculos de caída libre son importantes en muchos campos:
- Deportes: Clavados, salto con pértiga, paracaidismo
- Ingeniería: Pruebas de caída, análisis de impacto
- Construcción: Cálculos de seguridad, caída de materiales
- Ciencia Espacial: Mecánica orbital, cálculos de reentrada
- Educación: Enseñanza de principios básicos de física
¿Los objetos más pesados caen más rápido?
En una caída libre ideal (sin resistencia del aire), todos los objetos caen a la misma velocidad independientemente de su masa. Esto fue demostrado famosamente por Galileo. Sin embargo, en la realidad, la resistencia del aire afecta más significativamente a los objetos más ligeros.
¿Cómo afecta la resistencia del aire a la caída libre?
La resistencia del aire se opone al movimiento y aumenta con la velocidad. Eventualmente conduce a la velocidad terminal, donde la resistencia del aire hacia arriba iguala a la fuerza gravitacional hacia abajo, resultando en una velocidad constante.
¿Qué es la velocidad terminal?
La velocidad terminal es la velocidad constante alcanzada cuando la resistencia del aire iguala a la fuerza gravitacional. Depende de la masa del objeto, su forma y su área transversal. Esta calculadora asume condiciones ideales sin resistencia del aire.