¡NASA lo demuestra! Una pluma y una bola de hierro caen al mismo tiempo — La “ley de la caída” que sorprendió incluso a Galileo
Soy Ken Kuwako, tu entrenador científico. Cada día es un experimento.
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Tu teléfono se resbala de tus manos y cae al suelo. En ese pequeño instante, ¿no te parecería fascinante que se escondiera una de las reglas más grandiosas que gobiernan el universo? Es muy famosa la historia de cómo Newton se inspiró en la “Ley de la Gravitación Universal” al ver caer una manzana de un árbol. Sin embargo, ese fenómeno tan cotidiano de ver “cosas que caen” sigue encerrando hoy en día un drama capaz de sorprendernos a todos.De repente, un pequeño reto: si soltaras al mismo tiempo una hoja de papel y una piedra pesada, ¿cuál llegaría primero al suelo? Si pensaste: “¡Pues claro, la piedra que pesa más!”, bienvenido al fascinante mundo de la física.Resulta que ese “sentido común”, bajo ciertas condiciones especiales, se rompe como por arte de magia. Hoy te invito a explorar el misterio científico que se esconde tras el movimiento de caída.
¡Duda de lo obvio! El enigma de la caída de Galileo
Hace más de 400 años, el gran científico Galileo Galilei tuvo la misma duda que tú. En aquel entonces, la gente creyó ciegamente durante 2.000 años las enseñanzas de Aristóteles, quien decía que “los objetos pesados caen más rápido”.Pero Galileo decidió pensar por su cuenta: “Si el aire no estorbara, todos los objetos deberían caer a la misma velocidad sin importar su peso”. Existe la leyenda de que, para demostrarlo, lanzó bolas de distinto tamaño desde la Torre de Pisa, dejando a todos boquiabiertos. (Aunque algunos dicen que fue solo un experimento mental, ¡la emoción de la idea sigue intacta!).”Vale, pero si suelto una pluma y una pelota ahora mismo, la pelota llegará antes, ¿no?”Exacto. A nuestro alrededor existe un freno invisible llamado resistencia del aire. Una pluma ligera baila lentamente al chocar con las partículas de aire, mientras que una pelota pesada las atraviesa con facilidad. Pero, ¿qué pasaría si elimináramos ese aire?
¡NASA lo demuestra! En el vacío, la pluma y el acero caen igual
La cadena británica BBC realizó el experimento soñado en una instalación gigante de la NASA. El escenario: la cámara de vacío más grande del mundo, un lugar capaz de expulsar hasta la última partícula de aire para recrear el vacío lunar. Primero, probaron con aire: la bola de metal cayó con fuerza mientras la pluma flotaba perezosa. Pero, tras encender las bombas y crear ese vacío inmenso…
https://youtu.be/E43-CfukEgs?si=FcopVUJoByNEwj0QLo que ocurre es increíble. La pluma ligera y la pesada bola de acero aterrizan exactamente al mismo tiempo, como si fueran tomadas de la mano. Es el momento impactante en que la verdad de los libros de física —que todos los cuerpos aceleran por igual— se hace visible. Vamos a descifrar este hermoso movimiento usando el lenguaje mágico de las matemáticas.
¡Aventurémonos con las fórmulas! Los dos patrones de caída
La caída ocurre porque la gravedad de la Tierra tira de los objetos constantemente. En este proceso, la velocidad aumenta a un ritmo constante. A este ritmo lo llamamos aceleración de la gravedad y lo representamos con la letra $g$. En la Tierra es de unos $9.8 m/s^2$. En resumen: cada segundo que pasa, la velocidad aumenta $9.8 m/s$. Si conoces esta regla, puedes predecir la velocidad y la distancia de cualquier caída.
Patrón 1: Caída libre (soltar con suavidad)
Es la caída más pura, donde simplemente dejas ir el objeto. El punto clave es que la velocidad inicial es 0. Imagina que dejas caer una pequeña bola desde la copa de un árbol y tarda 2.0 segundos en tocar suelo. ¿Qué altura tiene el árbol?
Usamos la fórmula para calcular la distancia. Sustituimos $t = 2.0$ s y $g = 9.8 m/s^2$.
¡Resulta que el árbol mide unos 20 metros! Es una altura considerable, equivalente a un quinto o sexto piso de un edificio.
Patrón 2: Lanzamiento vertical hacia abajo (con impulso)
Ahora, ¿qué pasa si lanzas el objeto con fuerza hacia abajo? Si lo lanzas con una velocidad inicial de $5.0 m/s$, veamos qué pasa tras 2.0 segundos.
Esta vez, el impulso inicial nos ayuda. Primero, calculamos la velocidad final:
¡Eso son unos 90 km/h! Tan rápido como un coche en la autopista. Ahora, miremos la distancia recorrida:
Llegó 10 metros más lejos que cuando solo lo soltamos. Con las fórmulas, podemos visualizar lo que ocurre.Por cierto, dicen que para el experimento de la NASA tardaron 3 horas solo en vaciar el aire de la sala. Hay que quitarse el sombrero ante esa pasión por la verdad científica. ¡No te pierdas tampoco el vídeo del martillo y la pluma en la Luna durante la misión Apolo!https://phys-edu.net/wp/?p=33844
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