Caída libre
En 1971, un astronauta dejó caer un martillo y una pluma en la Luna, y ambos tocaron el suelo al mismo tiempo.
Arrastra para girar. Usa la rueda de desplazamiento o separa y junta dos dedos para cambiar el zoom.
Todo cae con la misma aceleración
Deja caer una moneda y una hoja de papel a la vez: la moneda llega mucho antes. Durante unos dos mil años, muchas personas lo consideraron una prueba de que los objetos más pesados caen más rápido. Galileo sostuvo lo contrario: sin aire que estorbe, todos los objetos caen con la misma aceleración. Arruga el papel hasta formar una bola compacta y déjalo caer otra vez con la moneda. Ahora llegan casi juntos, porque el papel arrugado encuentra mucha menos resistencia del aire. Su peso no cambió; cambió el efecto del aire.
El movimiento bajo la acción exclusiva de la gravedad se llama caída libre. Cerca de la superficie terrestre, la aceleración de caída libre es de unos 9.8 m/s² y se representa con g. El valor varía un poco de un lugar a otro: de unos 9.78 m/s² en el ecuador a 9.83 m/s² en los polos. Se ha acordado un valor estándar, gn = 9.80665 m/s² exactamente, que el NIST incluye entre sus constantes de referencia. En este curso lo redondeamos a 9.81 m/s².
Qué distancia y qué rapidez
La caída libre tiene aceleración constante, así que sirven las ecuaciones de la lección de aceleración con a = g. Si se suelta un objeto desde el reposo, su rapidez tras t segundos es v = g t y la distancia caída es d = ½ g t². Tras 1 s ha caído 4.9 m y se mueve a 9.8 m/s. Tras 2 s ha caído 19.6 m, cuatro veces más. Tras 3 s, ha caído 44.1 m y va a 29.4 m/s. Despejando se obtiene el tiempo de caída desde una altura h: t = √(2h ÷ g). El martillo tardó √(2 × 1.6 ÷ 1.62) ≈ 1.4 s en caer 1.6 m en la Luna. En la Tierra, esa misma caída tarda unos 0.57 s.
Lanzar hacia arriba
Una pelota lanzada verticalmente hacia arriba también está en caída libre desde que sale de tu mano. Al subir pierde 9.81 m/s de rapidez cada segundo; en el punto más alto su velocidad es cero durante un instante; al bajar vuelve a ganar rapidez. La aceleración es de 9.81 m/s² hacia abajo todo el tiempo, incluso arriba. Lanzada a 15 m/s, tarda 15 ÷ 9.81 ≈ 1.5 s en llegar al punto más alto, sube 15² ÷ (2 × 9.81) ≈ 11.5 m y regresa a tu mano a 15 m/s. En el laboratorio de arriba, el mismo lanzamiento sube unos 69 m en la Luna y unos 30 m en Marte.
Las cifras de caída libre también explican un juego para medir el tiempo de reacción. Sostén una regla justo encima de los dedos abiertos de un amigo, suéltala sin avisar y observa dónde la atrapa. Si cae 20 cm antes de que la agarre, el tiempo fue √(2 × 0.20 ÷ 9.81) ≈ 0.20 s. La regla convierte una distancia visible en un tiempo demasiado breve para medirlo con un cronómetro: el mismo recurso que empleó Galileo con su rampa lenta.
- 1603: Galileo mide el tiempo de esferas que ruedan por un plano inclinado (fecha aproximada).
- 1638: Dos nuevas ciencias publica la ley de caída de los cuerpos.
- 1687: Los Principia de Newton explican la caída mediante la fuerza de gravedad.
- 1971: Apolo 15: el martillo y la pluma tocan el suelo lunar al mismo tiempo.
- Sin aire, todos los objetos caen con la misma aceleración g.
- g ≈ 9.81 m/s² en la Tierra, 1.62 en la Luna y 3.71 en Marte.
- Desde el reposo: v = g t, d = ½ g t², t = √(2h ÷ g).
- Una pelota lanzada acelera hacia abajo incluso en el punto más alto.
- Se deja caer una piedra desde el reposo. ¿Cuánto ha caído después de 2 s, en metros? (g = 9.81)
- La misma piedra: ¿qué rapidez tiene después de 3 s, en m/s?
- ¿Cuánto tarda una caída de 20 m en la Tierra, en segundos? (dos decimales)
- El martillo del Apolo 15 cayó unos 1.6 m con g = 1.62 m/s². ¿Cuántos segundos tardó? (un decimal)
- ¿Por qué la pluma y el martillo tocaron el suelo al mismo tiempo en la Luna?
- La gravedad lunar es débil
- Casi no hay aire que frene la pluma
- El martillo era ligero
- Una pelota se lanza verticalmente hacia arriba. En el punto más alto de su trayectoria, su aceleración es…
- cero
- 9.81 m/s² hacia abajo
- 9.81 m/s² hacia arriba
- Una pelota se lanza hacia arriba a 15 m/s en la Tierra. ¿Qué altura alcanza, en metros? (un decimal)
- El mismo lanzamiento en la Luna (g = 1.62): ¿qué altura alcanza, en metros? (un decimal)
- En la imagen estroboscópica, ¿por qué crece la separación entre las pelotas?
- La pelota se vuelve más pesada
- La pelota va más rápido en cada intervalo
- La cámara se hace más lenta
- ¿Cuál es la aceleración estándar de la gravedad g_n, en m/s², según el NIST?
Fuentes de este curso (12)
- OpenStax College Physics 2e, chapters 2 (Kinematics)
- 3.4 (Projectile motion)
- 5.2 (Drag forces) (openstax.org/books/college-physics-2e)
- NIST CODATA standard acceleration of gravity g_n = 9.80665 m/s² exact (physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?gn)
- NASA Moon Fact Sheet (surface gravity 1.62 m/s², nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/moonfact.html)
- NASA Mars Fact Sheet (3.69 m/s² equator, 3.73 m/s² pole, surface air density about 0.016 kg/m³, nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html)
- NASA, The Apollo 15 Hammer-Feather Drop (science.nasa.gov/resource/the-apollo-15-hammer-feather-drop, quoting NASA SP-289)
- Galileo, Two New Sciences (1638)
- inclined-plane account via PBS LearningMedia/NOVA "Galileo's Inclined Plane"
- long-jump take-off angle about 21°: Linthorne, Guzman and Bridgett, Journal of Sports Sciences 23(7)
- 2005, and Linthorne, Biomechanics of the long jump
- OpenStax College Physics 2e 17.2 (sound 343 m/s at 20 °C).
Fecha de consulta: 2026-10-17