Caída
libre
En física,
se denomina caída libre al
movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definición formal
excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por
la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier
otra que tenga lugar en el seno de un fluido;
sin embargo, es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas
libres, aunque los efectos de la viscosidad del
medio no sean por lo general despreciables.
El concepto es aplicable también a objetos en
movimiento vertical ascendente sometidos a la acción desaceleradora de
la gravedad, como un disparo vertical; o a
cualquier objeto (satélites naturales o artificiales, planetas,
etc.) en órbita alrededor de un cuerpo
celeste. Otros sucesos referidos también como caída libre lo
constituyen las trayectorias geodésicas en
el espacio-tiempo descritas en la teoría de
la relatividad general.
Ejemplos de caída libre deportiva los encontramos
en actividades basadas en dejarse caer una persona a través de la atmósfera sin sustentación alar ni de paracaídas durante
un cierto trayecto
Un sistema de referencia ligado a un
cuerpo en caída libre puede considerarse inercial o no
inercial en función del marco teórico que se esté usando.
En la física clásica, la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre
una masa es
proporcional a la intensidad del campo gravitatorio en la posición espacial
donde se encuentre dicha masa. La constante de proporcionalidad es precisamente
el valor de la masa inercial del cuerpo, tal y como
establece el principio de equivalencia. En la física relativista, la gravedad es el efecto
que produce sobre las trayectorias de los cuerpos la curvatura del espacio-tiempo;
en este caso, la gravedad no es una fuerza, sino una geodésica.
Por tanto, desde el punto de vista de la física clásica, un sistema de referencia en
caída libre es un sistema acelerado por la fuerza de la gravedad y, como tal,
es no inercial. Por el contrario, desde el punto de vista de la física relativista, el mismo sistema de
referencia es inercial, pues aunque está acelerado en el espacio, no está
acelerado en el espacio-tiempo. La diferencia radica en la
propia definición de los conceptos geométricos y cinemáticos, que para cada
marco teórico son completamente diferentes.
La formulas son:
