Grado 9
  1. Mechanics  1.1. Movimiento  1.1.1. Tipos de movimiento  1.1.2. Distancia y desplazamiento  1.1.3. Velocidad y Rapidez  1.1.4. Aceleración  1.1.5. Representación gráfica del movimiento  1.1.6. Ecuaciones de movimiento  1.1.7. Movimiento uniforme y no uniforme  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Velocidad relativa  1.1.10. Movimiento circular  1.2. Leyes de la fuerza y el movimiento  1.2.1. El concepto de fuerza  1.2.2. La primera ley del movimiento de Newton  1.2.3. Segunda ley del movimiento de Newton  1.2.4. Tercera ley del movimiento de Newton  1.2.5. Inercia y tipos de inercia  1.2.6. Movimiento  1.2.7. Conservación del momento  1.2.8. Aplicación de las leyes de Newton en la vida diaria  1.2.9. Tipos de Fuerzas (Contacto y No Contacto)  1.2.10. Fricción y sus efectos  1.3. Fuerza gravitacional  1.3.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.3.2. Importancia de la Fuerza Gravitacional  1.3.3. Aceleración debido a la gravedad  1.3.4. Caída libre e ingravidez  1.3.5. Masa y peso  1.3.6. Variación de g con altura y profundidad  1.3.7. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.3.8. Satélites y sus órbitas  1.4. Trabajo, Energía y Potencia  1.4.1. Concepto de trabajo  1.4.2. Acciones positivas y negativas  1.4.3. Trabajo realizado por fuerza constante y variable  1.4.4. Energía y sus formas  1.4.5. Energía cinética y energía potencial  1.4.6. La ley de conservación de la energía  1.4.8. Unidad comercial de energía  1.4.9. Teorema trabajo-energía  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Ventaja mecánica  1.5.3. Eficiencia de la máquina  1.5.4. Palancas y sus tipos  1.5.5. Poleas y planos inclinados  1.5.6. Engranajes y sus usos
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólidos, líquidos y gases  2.1.2. Propiedades de los diferentes estados de la materia  2.1.3. Cambio en el estado de la materia  2.1.4. Plasma y condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidad y presión  2.2.1. Concepto de densidad y densidad relativa  2.2.2. Presión en sólidos, líquidos y gases  2.2.3. La ley de Pascal y sus aplicaciones  2.2.4. Presión atmosférica y sus variaciones  2.2.5. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  2.3.1. Fuerza de flotación  2.3.2. Principio de Arquímedes  2.3.3. Aplicaciones del Principio de Arquímedes  2.3.4. objetos que flotan y se hunden  2.3.5. Teoría de la Flotación y el Principio de Arquímedes
  3. Calor y Termodinámica  3.1. Temperatura y calor  3.1.1. Concepto de calor y temperatura  3.1.2. Medición de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conducción del calor  3.2.2. Convección del calor  3.2.3. Radiación de calor  3.2.4. Aplicaciones de la transferencia de calor  3.2.5. Conductividad térmica  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Expansión de sólidos, líquidos y gases  3.3.2. Expansión anómala del agua  3.3.3. Aplicaciones de la expansión térmica  3.4. Capacidad calorífica específica y calor latente  3.4.1. Concepto de capacidad calorífica específica  3.4.2. Medición y aplicaciones del calor específico  3.4.3. Calor latente de fusión y vaporización  3.4.4. Motores de calor y eficiencia
  4. Ondas y sonido  4.1. Ondas y sus tipos  4.1.1. Ondas mecánicas y electromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinales y Transversales  4.1.3. Propiedades de las ondas  4.1.4. Longitud de onda, frecuencia y velocidad de la onda  4.1.5. Superposición de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Naturaleza y transmisión del sonido  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Reflexión del sonido y eco  4.2.4. Sonar y ultrasonido  4.2.5. Resonancia y pulsación  4.3. Características del sonido  4.3.1. Intensidad, volumen y calidad del sonido  4.3.2. Efecto Doppler en el sonido
  5. Iluminación y Óptica  5.1. Reflexión de la luz  5.1.1. Leyes de la reflexión  5.1.2. Reflexión desde un espejo plano  5.1.3. Reflexión en un espejo esférico  5.1.4. Formación de imágenes por espejos cóncavos y convexos  5.1.5. Aplicaciones de la Reflexión  5.2. Refracción de la luz  5.2.1. Leyes de la refracción  5.2.2. Índice de refracción  5.2.3. Refracción a través de una lámina de vidrio  5.2.4. Refracción en el agua y el aire  5.2.5. Lentes y sus tipos  5.2.6. Formación de imágenes por lentes convexas y cóncavas  5.2.7. Reflexión interna total y sus aplicaciones  5.3. Dispersión y dispersión de la luz  5.3.1. Espectro de la luz blanca  5.3.2. Prismas y Dispersión  5.3.3. Efecto Tyndall y cielo azul
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Carga eléctrica y electricidad estática  6.1.1. El concepto de carga eléctrica  6.1.2. Carga por fricción, contacto e inducción  6.1.3. Electroscopio y su funcionamiento  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. El concepto de corriente eléctrica  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Factores que afectan la resistencia  6.2.4. Circuitos en Serie y Paralelo  6.2.5. Heating effect of electric current  6.2.6. Potencia y energía eléctricas  6.3. Magnetismo  6.3.1. Imanes naturales y artificiales  6.3.2. Propiedades de los imanes  6.3.3. Magnetismo de la Tierra  6.3.4. Campo magnético y líneas de campo  6.3.5. Electroimanes y sus aplicaciones
  7. Física Moderna  7.1. estructura del átomo  7.1.1. Estructura Atómica y Partículas Subatómicas  7.1.2. Electrones, Protones y Neutrones  7.1.3. Modelo de Rutherford y Bohr  7.2. Radiactividad  7.2.1. Tipos de emisiones radiactivas  7.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  7.2.3. Usos y Peligros de la Radiactividad
  8. Ciencia espacial y astronomía  8.1. El universo y sus componentes  8.1.1. Estrellas y galaxias  8.1.2. Planetas y Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturales y artificiales  8.2.2. Uso de satélites

Grado 9 → Mechanics → Fuerza gravitacional ↓


Caída libre e ingravidez


En este artículo, vamos a explorar dos conceptos fascinantes en física: la caída libre y la ingravidez. Estas ideas no solo gobiernan la manera en que entendemos el movimiento en la Tierra, sino que también explican el comportamiento de objetos en el espacio exterior. Vamos a sumergirnos en estos conceptos con explicaciones simples, ejemplos textuales e ilustraciones visuales.

¿Qué es la caída libre?

La caída libre es un tipo especial de movimiento que experimenta un objeto cuando está sólo bajo la influencia de la gravedad. En otras palabras, cuando un objeto cae únicamente debido a la fuerza de gravedad, sin resistencia del aire ni de ninguna otra fuerza, se dice que está en caída libre.

Matemáticamente, la fuerza gravitacional actuando sobre un objeto se representa como:

F = m * g

Aquí:

  • F es la fuerza gravitacional,
  • m es la masa del objeto, y
  • g es la aceleración debida a la gravedad, que es aproximadamente 9.8 m/s² en la Tierra.

Durante la caída libre, un objeto acelerará hacia abajo a esta tasa si no hay resistencia del aire para frenarlo. Esta aceleración debido a la gravedad es constante, lo que significa que la velocidad del objeto aumenta uniformemente a medida que cae.

Ejemplo 1: Dejar caer la pelota

Imagina que dejas caer una pelota desde una altura. Al principio, la pelota está en reposo, por lo que su velocidad inicial es 0 m/s. A medida que cae, acelera debido a la gravedad de la Tierra. Si ignoramos la resistencia del aire, después de 1 segundo la velocidad de la pelota es aproximadamente 9.8 m/s, después de 2 segundos es aproximadamente 19.6 m/s, y así sucesivamente.

Fantasía de caída libre

0 seg 1 segundo 2 seg

El diagrama anterior muestra una pelota cayendo libremente bajo la gravedad. Observe la distancia que recorre cada segundo, lo que demuestra una aceleración constante.

¿Dónde ocurre la caída libre?

La caída libre se puede observar en una variedad de escenarios. Aunque puede ser complicado observar una caída libre pura en la Tierra debido a la resistencia del aire, hay entornos donde la caída libre ocurre naturalmente:

  • Espacio: Los satélites y otros cuerpos en órbita alrededor de la Tierra experimentan una caída libre continua hacia el planeta debido a la gravedad, mientras se aceleran en una dirección tangencial, lo que los mantiene en órbita.
  • Cámara de vacío: En la Tierra, los científicos usan cámaras de vacío para estudiar la caída libre eliminando la resistencia del aire.

El concepto de ingravidez

Ahora, discutamos la idea de la ingravidez. Aunque suene genial, la ingravidez no significa que un objeto no tenga peso. En cambio, se refiere a la sensación experimentada por objetos o personas cuando están en caída libre u otras situaciones donde no experimentan fuerzas de apoyo.

¿Por qué sentimos el peso?

Aquí en la Tierra, sentimos el peso debido a la fuerza normal ejercida por el suelo o cualquier superficie que nos apoye. Esta fuerza contrarresta nuestro peso debido a la gravedad, manteniéndonos en reposo. La sensación de peso es esencialmente la fuerza normal que nos empuja.

Ejemplo 2: Pararse en la báscula

Cuando te paras sobre una báscula, la báscula mide la fuerza normal que se ejerce sobre ti. Si estás en reposo, esta fuerza es igual a tu peso. Ahora, imagina que estás de pie sobre la báscula dentro de un ascensor que está en caída libre. La báscula mostrará cero porque tanto tú como la báscula están moviéndose hacia abajo a la misma velocidad, resultando en ninguna fuerza normal actuando entre tú y la báscula.

Experimentando la ingravidez

Se puede experimentar la ingravidez en muchos escenarios, especialmente en misiones espaciales:

  • Astronautas en órbita: Los astronautas en la Estación Espacial Internacional experimentan ingravidez porque están en caída libre constante alrededor de la Tierra. Su nave espacial se mueve tan rápido que, mientras caen, nunca alcanzan la superficie de la Tierra.
  • Vuelos parabólicos: Los aviones pueden simular ingravidez volando en una trayectoria parabólica. Durante la parte de caída libre de la parábola, los pasajeros experimentan ingravidez.

Física de la ingravidez

Matemáticamente, el peso se representa con esta ecuación:

Peso = m * g

Donde:

  • Peso es la fuerza debida a la gravedad,
  • m es la masa del objeto, y
  • g es la aceleración debida a la gravedad.

En caída libre, aunque la fuerza de gravedad aún actúa sobre el objeto, las fuerzas de apoyo que normalmente contrarrestan la gravedad están ausentes. Esta falta de fuerzas de apoyo es lo que crea la sensación de ingravidez.

Visualización del peso e ingravidez

Tierra peso

El diagrama representa una persona de pie en la Tierra (izquierda) experimentando peso debido a la gravedad y sintiendo una fuerza normal empujando hacia arriba. Por otro lado, en el espacio (derecha), aunque la gravedad actúa sobre ellos, no hay una fuerza hacia arriba que les brinde una sensación de peso, dándoles una sensación de ingravidez.

Falsas creencias sobre la ingravidez

Es una falsa creencia común que la ingravidez es causada por la ausencia de gravedad. Sin embargo, como discutimos, la gravedad aún existe. Es la ausencia de una fuerza normal o de apoyo lo que lleva a la ingravidez. En otras palabras, un objeto en ingravidez está en caída libre, pero cae libremente a una velocidad uniforme a lo largo de su órbita o trayectoria, dando la sensación de estar ingrávido.

Conclusión

Entender la caída libre y la ingravidez nos ayuda a comprender la naturaleza fundamental de la gravedad y su efecto sobre los objetos en la Tierra y en el espacio. Estos conceptos explican por qué los astronautas flotan en el espacio y por qué el peso se mide de manera diferente dependiendo de las fuerzas que actúan sobre ellos. Ya sea que estés dejando caer una pelota o observando un objeto en el espacio, recordar estos principios proporciona información valiosa sobre cómo funciona nuestro universo.


Grado 9 → 1.3.4


U
username
0%
completado en Grado 9

← Anterior (1.3.3)
Aceleración debido a la gravedad
Siguiente (1.3.5) →
Masa y peso

Comentarios 



Caída libre e ingravidez

https://www.physicsflow.com/g9/1.3.4?pfal=es