Caida Libres

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Cada librePara otros usos de este trmino, vase Cada libre (deporte).En fsica, se denomina cada libre al movimiento de un cuerpo bajo la accin exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definicin formal excluye a todas las cadas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinmica del aire, as como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo, es frecuente tambin referirse coloquialmente a stas como cadas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables.El concepto es aplicable tambin a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la accin desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o a cualquier objeto (satlites naturales o artificiales, planetas, etc.) en rbita alrededor de un cuerpo celeste. Otros sucesos referidos tambin como cada libre lo constituyen las trayectorias geodsicas en el espacio-tiempo descritas en la teora de la relatividad general.Ejemplos de cada libre deportiva los encontramos en actividades basadas en dejarse caer una persona a travs de la atmsfera sin sustentacin alar ni de paracadas durante un cierto trayecto.1 2La cada libre como sistema de referenciaUn sistema de referencia ligado a un cuerpo en cada libre puede considerarse inercial o no inercial en funcin del marco terico que se est usando.En la fsica clsica, la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre una masa es proporcional a la intensidad del campo gravitatorio en la posicin 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 fsica 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 geodsica. Por tanto, desde el punto de vista de la fsica clsica, un sistema de referencia en cada 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 fsica relativista, el mismo sistema de referencia es inercial, pues aunque est acelerado en el espacio, no est acelerado en el espacio-tiempo. La diferencia radica en la propia definicin de los conceptos geomtricos y cinemticos, que para cada marco terico son completamente diferentes.Cada libre idealVase tambin: Ecuaciones para un cuerpo en cada libreAnimacin de la cada libre.En la cada libre ideal, se desprecia la resistencia aerodinmica que presenta el aire al movimiento del cuerpo, analizando lo que pasara en el vaco. En esas condiciones, la aceleracin que adquirira el cuerpo sera debida exclusivamente a la gravedad, siendo independiente de su masa; por ejemplo, si dejramos caer una bala de can y una pluma en el vaco, ambos adquiriran la misma aceleracin, g\,, que es la aceleracin de la gravedadEcuacin del movimientoDe acuerdo a la segunda ley de Newton, la fuerza \mathbf{F} que acta sobre un cuerpo es igual al producto de su masa m\, por la aceleracin que adquiere. En cada libre slo intervienen el peso \mathbf{P} (vertical, hacia abajo) y el rozamiento aerodinmico \mathbf{f}(v) en la misma direccin, y sentido opuesto a la velocidad. Dentro de un campo gravitatorio aproximadamente constante, la ecuacin del movimiento de cada libre es: \mathbf{F} = \mathbf{P}+\mathbf{f} = -mg {\mathbf{j}} - f\frac{\mathbf{v}}{v} = m\frac{d\mathbf{v}}{dt}La aceleracin de la gravedad g\, lleva signo negativo porque se toma el eje vertical como positivo hacia arriba.