Caída libre frente a movimiento de proyectil
La caída libre y el movimiento de proyectiles son dos conceptos muy importantes que se analizan en mecánica. Estos dos fenómenos son de suma importancia y juegan un papel vital en campos como la exploración espacial, los sistemas meteorológicos, la aviación, las aplicaciones militares e incluso los deportes. Es vital tener una comprensión clara de estos conceptos para sobresalir en dichos campos. En este artículo, vamos a discutir qué son la caída libre y el movimiento de proyectiles, sus aplicaciones, las similitudes entre estos dos, las definiciones de caída libre y el movimiento de proyectiles y, finalmente, la diferencia entre la caída libre y el movimiento de proyectiles.
¿Qué es la caída libre?
La caída libre se describe como el movimiento de un objeto donde la fuerza gravitatoria es la única fuerza que actúa sobre el objeto. El movimiento del objeto es un movimiento inercial. Para comprender correctamente el concepto de caída libre, primero se debe comprender el campo gravitacional y el potencial gravitatorio. La gravedad es la fuerza que se produce debido a cualquier masa. La masa es la condición necesaria y suficiente de la gravedad. Hay un campo gravitacional definido alrededor de cualquier masa. Tome las masas m1 y m2 colocadas a una distancia r entre sí. La fuerza gravitacional entre estas dos masas es G.m1m2 / r2 donde G es el universal constante gravitacional. El potencial gravitatorio en un punto se define como la cantidad de trabajo realizado sobre una unidad de masa al llevarla desde el infinito hasta el punto dado. Dado que el potencial gravitatorio en el infinito es cero y la cantidad de trabajo que se debe realizar es negativa, el potencial gravitacional siempre es negativo. La energía potencial gravitatoria de un objeto se define como el trabajo realizado sobre el objeto cuando se lleva el objeto desde el infinito hasta dicho punto. Cuando un objeto está en caída libre, la energía potencial gravitatoria del objeto se convierte en energía cinética. Esto hace que la velocidad del objeto aumente, creando así una aceleración. Esta aceleración se conoce como aceleración gravitacional. Los objetos que orbitan alrededor de los cuerpos planetarios se encuentran en un estado constante de caída libre. Los propulsores de dichos satélites se utilizan para aumentar la energía potencial del satélite para que no se estrelle contra el planeta.
¿Qué es el movimiento de proyectiles?
El movimiento de un objeto, que es proyectado o lanzado, se conoce como movimiento de proyectil. El movimiento del proyectil puede tener lugar en cualquier situación. Bajo un campo gravitacional cuando la resistencia del aire no está presente, el movimiento de un proyectil se puede considerar como una caída libre. Los proyectiles juegan un papel muy importante en campos como la tecnología militar, la exploración espacial e incluso los deportes. La velocidad inicial dada al objeto al lanzarlo se almacena en el sistema como energía cinética. La altura máxima del proyectil depende del ángulo de lanzamiento del objeto, la velocidad inicial y la resistencia del aire. La mayoría de las veces se desprecia la resistencia del aire para facilitar el cálculo.
¿Cuál es la diferencia entre caída libre y movimiento de proyectiles?
• La caída libre solo puede ocurrir bajo la gravedad, pero el movimiento de un proyectil puede ocurrir bajo cualquier campo de fuerza.
• La caída libre es un caso especial del movimiento de un proyectil donde la velocidad inicial es cero.
• La caída libre no puede ocurrir en situaciones donde la resistencia del aire está presente; el objeto llegará a una velocidad terminal, pero el movimiento de un proyectil puede ocurrir en tales situaciones.
