1r ciclo Caída libre de un cuerpo y rozamiento

[josanagui]

Hola, he leído en internet algo acerca del valor de la aceleración en un cuerpo en caída libre y me gustaría que alguien me lo confirmara o me lo desmintiera:
Esto es cierto?: El valor de la aceleración en un cuerpo en caída libre, es decir, el valor de la gravedad, es 9,8m/s2 extrictamente cuando el cuerpo en cuestión cae en el vacío, ya que aquí no existe rozamiento del cuerpo con el aire mientras cae, por lo que g se mantiene en un valor constante de 9,8m/s2 en todo instante. Si dicho cuerpo cae en caída libre en una situación de no vacío, el valor de g varía debido al rozamiento con el aire, esta variación no es enorme, pero algo sí varía.
En caso de que esto sea cierto, g varía de una manera u otra según el cuerpo sea lanzado hacía arriba o hacia abajo?¿el rozamiento de un cuerpo con el aire en caída libre en el no vacío está relacionado con la velocidad y la aceleración del cuerpo?. En el caso de un cuerpo que se desplaza por el suelo ya sea con velocidad constante o variable: el rozamiento de dicho cuerpo con el suelo también está relacionado con la velocidad y aceleración de dicho cuerpo?
Gracias por la respuesta.

[Weip]

Re: Caída libre de un cuerpo y rozamiento

Hola, he leído en internet algo acerca del valor de la aceleración en un cuerpo en caída libre y me gustaría que alguien me lo confirmara o me lo desmintiera:
Esto es cierto?: El valor de la aceleración en un cuerpo en caída libre, es decir, el valor de la gravedad, es 9,8m/s2 extrictamente cuando el cuerpo en cuestión cae en el vacío, ya que aquí no existe rozamiento del cuerpo con el aire mientras cae, por lo que g se mantiene en un valor constante de 9,8m/s2 en todo instante. Si dicho cuerpo cae en caída libre en una situación de no vacío, el valor de g varía debido al rozamiento con el aire, esta variación no es enorme, pero algo sí varía.

No, no es correcto. La aceleración de la gravedad es cierto que es variable, pero no por causa del rozamiento. La gravedad varía según la altura. De hecho lo puedes comprobar en la ley de gravitación universal. Si aún no la habéis hecho, os lo explicarán en este mismo año. Otra cosa es que a causa del rozamiento la aceleración del cuerpo cambie. Pero sencillamente le sumas esa aceleración extra a la de la gravedad y ya está. En este caso la gravedad queda intacta, varía con la altura pero el rozamiento no juega ningún papel sobre ella.

La aproximación de gravedad constante ($g=9,8 m/s^2$) se hace a bajas alturas. En este caso, la gravedad varía tan poco respecto a la superfície que no se nota. Pero repito, es una aproximación.

g varía de una manera u otra según el cuerpo sea lanzado hacía arriba o hacia abajo?

No. Una de las cosas que dice la ley de gravitación universal es que la aceleración de la gravedad depende de la masa de uno de los objetos involucrados solo. En el caso de una caída libre que tú estudias, la masa de la Tierra. ¿Podríamos considerar la masa del cuerpo que cae? Sí, pero es tan pequeña que la gravedad que ejerce sobre la Tierra o sobre una persona es ínfima. Vamos, que en la caída libre normal y corriente manda la Tierra, no el cuerpo.

¿el rozamiento de un cuerpo con el aire en caída libre en el no vacío está relacionado con la velocidad y la aceleración del cuerpo?.

Con la velocidad. Puede ser proporcional a ella, a su cuadrado... esto es el resumen, como comprenderás aquí hay un montón de cosas a decir sobre fluidos.

En el caso de un cuerpo que se desplaza por el suelo ya sea con velocidad constante o variable: el rozamiento de dicho cuerpo con el suelo también está relacionado con la velocidad y aceleración de dicho cuerpo?

Sí bueno, es el rozamiento estático y dinámico de toda la vida.

Espero haberte ayudado.

[visitante20160513]

Re: Caída libre de un cuerpo y rozamiento

Completamente cierto, aunque las leyes que hacen depender el rozamiento de la velocidad y la aceleración son bastante más complejas de lo que podría pensarse pero está comprobado teórica y experimentalmente hasta la saciedad, así que no hay duda de ello.

El rozamiento entre dos sólidos se supone habitualmente que depende solo de la presión existente entre las superficie de contacto, lo cual es cierto pero solo en primera aproximación, y el rozamiento de cuerpos sólidos que se mueven en el seno de fluidos se suele tomar proporcional a la velocidad, si esta es pequeña, y proporcional a su cuadrado si es grande, aunque esto son solo aproximaciones validas en ciertos rangos de velocidad, realmente los rozamientos (en todo los casos conocidos) son fenómenos que obedecen a leyes bastante complejas y caprichosas que no resultan fáciles de calcular, lo que ocurre es que para poder trabajar con ellos es necesario establecer leyes que son válidas solo para ciertos rangos, y obtener resultados que se adaptan a necesidades tecnológicas, pero que dejan bastante que desear si se analizan desde un punto de vista estrictamente teórico.

Salu2, Jabato.