Significado de Caída libre
Locución sustantiva femenina. De «caída», del verbo «caer» (del latín cadĕre), y «libre» (del latín liber, «sin trabas»); expresión propia de la física del movimiento.
La caída libre es el movimiento de un cuerpo que desciende únicamente bajo la acción de la gravedad, sin rozamiento del aire, con aceleración constante.
En un sentido más laxo, también se llama así a cualquier caída vertical de un objeto, aunque en el aire real exista siempre algo de rozamiento que la frene.
Qué es la caída libre
En física, la caída libre es un modelo idealizado del movimiento vertical: un cuerpo que parte del reposo, o se lanza hacia abajo, y desciende sometido solo a la fuerza de la gravedad, sin que el aire lo frene. Su aceleración es constante y se llama aceleración de la gravedad, con un valor de unos 9,8 metros por segundo al cuadrado en la superficie terrestre. A partir de ahí, la velocidad aumenta 9,8 metros por segundo cada segundo que dura la caída.
Una consecuencia poco intuitiva de este modelo es que la masa del cuerpo no influye en la rapidez de la caída: una piedra pesada y una piedra ligera, soltadas a la vez desde la misma altura y sin rozamiento del aire, llegan juntas al suelo. Lo que sí cambia el resultado en la vida real es el rozamiento del aire, que depende de la forma y la superficie del objeto, no de su peso.
Por eso conviene distinguir la caída libre ideal, la que estudian los libros de física, de una caída real en el aire: en esta última, el rozamiento crece con la velocidad hasta que se iguala con el peso del cuerpo, momento en el que la aceleración se anula y el objeto sigue cayendo a velocidad constante, la llamada velocidad terminal.
La caída libre la estudia la cinemática, la parte de la física que describe el movimiento de los cuerpos sin ocuparse todavía de sus causas.
Origen de la expresión caída libre
«Caída» procede del verbo «caer», y este del latín cadĕre; «libre» viene del latín liber, «sin trabas ni sujeción». La expresión completa describe, literalmente, una caída que no está sujeta a ninguna fuerza distinta de la gravedad.
El estudio matemático de este movimiento se remonta a comienzos del siglo XVII, cuando Galileo Galilei demostró, con planos inclinados y mediciones de tiempo, que todos los cuerpos caen con la misma aceleración cuando no hay rozamiento del aire, en contra de la física aristotélica, que sostenía que los cuerpos más pesados caían más deprisa.
Características de la caída libre
- Aceleración constante: cerca de la superficie terrestre vale unos 9,8 m/s², y no depende de la masa del cuerpo que cae.
- Sin rozamiento del aire: es un modelo ideal; en el aire real, el rozamiento reduce la aceleración efectiva y limita la velocidad máxima alcanzada.
- Trayectoria rectilínea y vertical: el cuerpo se mueve en línea recta hacia abajo, a diferencia del tiro parabólico, que añade un desplazamiento horizontal.
- Velocidad inicial variable: si el cuerpo parte del reposo, su velocidad inicial es cero; si se lanza hacia abajo, tiene una velocidad inicial distinta de cero, pero la aceleración sigue siendo la misma.
Ejemplos de uso de caída libre
Una piedra soltada desde un puente describe una caída libre mientras el rozamiento del aire sea despreciable.
En el vacío de una cámara de laboratorio, una pluma y una bola de acero caen exactamente a la misma velocidad.
El paracaidista está en caída libre durante los primeros segundos del salto, antes de abrir el paracaídas.
Para calcular cuánto tarda una fruta en tocar el suelo desde una rama, el profesor aplicó la fórmula de la caída libre.
La aceleración de la gravedad terrestre en caída libre es de aproximadamente 9,8 metros por segundo al cuadrado.
Sinónimos y palabras relacionadas
Sinónimos: no tiene sinónimos exactos; a veces se usa «caída vertical», aunque ese término no exige la ausencia de rozamiento.
Antónimos: no tiene antónimo, por describir un tipo concreto de movimiento.
No es lo mismo que:
- Tiro vertical hacia arriba: comparte la misma aceleración de la gravedad, pero el cuerpo parte con una velocidad inicial distinta de cero y dirigida hacia arriba.
- Tiro parabólico: combina una caída libre vertical con un movimiento horizontal de velocidad constante, por lo que la trayectoria resultante es una parábola.
- Movimiento rectilíneo uniforme: no tiene aceleración, mientras que en la caída libre la velocidad aumenta de forma constante por efecto de la gravedad.
Preguntas frecuentes sobre caída libre
¿Cuál es la aceleración de la gravedad en la caída libre?
En la superficie terrestre es de aproximadamente 9,8 metros por segundo al cuadrado, un valor que en cálculos más precisos se suele tomar como 9,81 m/s².
¿Todos los cuerpos caen a la misma velocidad en caída libre?
Sí, siempre que no haya rozamiento del aire: la aceleración de la gravedad no depende de la masa del cuerpo, solo de la distancia al centro de la Tierra.
¿Por qué una pluma cae más despacio que una piedra en el aire?
Porque en el aire real no hay caída libre en sentido estricto: el rozamiento frena mucho más a la pluma, por su forma y su poca masa, que a la piedra. En el vacío, ambas caerían exactamente igual de rápido.