Aceleración de gravedad

La pelota cae porque al sacar la niña la mano, desaparece la fuerza de reacción que mantiene esta en equilibrio.

Definición y características

Otra manera de ver esto es cuando tomas un lápiz y lo sueltas. Observarás que el lápiz cae cada vez más rápido en dirección al suelo, lo que significa que la velocidad del lápiz está variando. Este fenómeno tiene que ver con la interacción gravitacional entre el lápiz y la Tierra. Usualmente se dice que el lápiz cayó por la fuerza de gravedad. La razón de cambio asociada a la velocidad en este movimiento se conoce como aceleración de gravedad. Su valor se puede asumir constante en cualquier localidad del planeta, por ejemplo, en Santiago. Sin embargo, no es igual en todos los lugares del globo, debido a que ésta depende de la distancia desde el punto donde te encuentres al centro de la Tierra, y como la Tierra no es completamente esférica, sino más bien achatada en los polos, esta distancia varía. También varía si nos alejamos de la superficie (si estamos en la cima de un cerro, por ejemplo), pues en este caso estamos aumentando la distancia que nos separa del centro de la Tierra.
En un lugar determinado, todos los cuerpos caen con la misma aceleración de gravedad. Eso implica que si dejamos caer dos cuerpos distintos desde la misma altura, estos deben llegar al suelo al mismo tiempo. Esto podemos comprobarlo fácilmente si dejamos caer desde la misma altura una bolita y un lápiz. Ahora bien, cuando realizamos el experimento anterior con dos hojas de papel, una de ellas arrugada, ¿por qué no caen al suelo simultáneamente?.
¿Qué sucede cuando sostenemos un objeto sobre nuestras manos? Supongamos que sostenemos una manzana. La fuerza gravitacional hace que la manzana caiga hacia el suelo. No obstante, antes del suelo se encuentra nuestra mano, y, como consecuencia de ello, la manzana empuja nuestra mano hacia la Tierra. Para contrarrestar esto debemos empujar con la misma fuerza, pero en sentido opuesto al de la gravedad. De acuerdo con esto, si fuéramos nosotros la manzana, sentiríamos que nos empujan hacia arriba con la misma fuerza que nosotros empujamos hacia abajo. Esta fuerza es conocida comúnmente como peso. El peso es producto de la interacción gravitacional que sostiene cada cuerpo con el planeta Tierra, y es igual al producto de la masa de este por la aceleración de gravedad.
La materia que compone a las galaxias, estrellas, nuestro planeta, a nosotros mismos, tiene propiedades. Estas propiedades son cualidades que podemos observar, tales como: el color, la masa, la temperatura, la longitud, etc. En ciencias, cuando se habla de que podemos observar nos referimos a que se puede medir (o constatar que está presente en la naturaleza) determinado fenómeno o propiedad.
Las propiedades anteriores son muy comunes y estamos acostumbrados a ellas por nuestro cotidiano vivir. Algunas son muy importantes, pues gracias a su presencia veremos que existe una determinada interacción. En el caso de la masa, como ya dijimos, las partículas que contengan masa se atraerán gravitacionalmente.
Otra propiedad de la materia es el tamaño. Por ejemplo, en una caja de zapatos sabemos que podemos guardar muchas pelotas de pimpón. Sin embargo, ¿cuántas pelotas de fútbol (infladas) caben en la caja? Nuestra experiencia nos dice que a lo más una. Esto es porque las pelotas de fútbol infladas son más grandes que las de pimpón; decimos que las pelotas de fútbol poseen mayor volumen que las de pimpón. El volumen nos da una medida de la cantidad de espacio que ocupa un determinado objeto.
Una de las características principales de las propiedades antes mencionadas es que es posible cuantificarlas, es decir, podemos asociar una cantidad en relación a la presencia de dicha propiedad en un objeto dado. Esto se realiza usualmente a través de un proceso llamado medición.
En palabras simples, medir es esencialmente comparar el objeto sobre el cual realizaremos la medición con un patrón dado. Este patrón es completamente arbitrario, en el sentido de que es de libre elección para cada uno de nosotros. Por ejemplo, si queremos medir el tamaño de una mesa, podemos tomar una regla y medir cuántos centímetros mide la mesa; o bien, podemos sacarnos un zapato y medir cuántos zapatos nuestros mide la mesa. Ahora bien, para efectos de que todos podamos entendernos claramente, es necesario utilizar un sistema universal de medidas. Es decir, es necesario adoptar una convención o acuerdo en relación a cómo realizaremos tal o cual medición. Es así como surge el Sistema Internacional de Medidas (SI). Este sistema define, entre otras, como unidades básicas, al metro (m) para la longitud, al kilogramo (kg) para la masa y al segundo (s) para el tiempo, razón por la cual se le conoce también como sistema mks. Es muy difundido y actualmente casi todos los países del mundo han adoptado su uso.
En el SI la unidad correspondiente al volumen es el m³, que es igual al producto de m x m x m. Ahora bien, en muchos casos prácticos el m³ es una unidad demasiado grande para medir volumen; de hecho, 1 m³ de agua equivale a llenar un estanque de forma cúbica cuya arista tenga 1 m de longitud. Por esto en muchos casos se prefiere usar otro tipo de medidas, por ejemplo, el litro (l). 1 l de agua corresponde a un volumen de 1 000 cm³; es decir, en una botella de un litro de bebida caben 1.000 cubos colmados de agua cuya arista es de 1 cm. Por otra parte 1 l es equivalente a 0.001 m³, o bien, a llenar con agua hasta una altura de 1 milímetro el estanque de 1 m³.
La unidad asociada a la fuerza en el SI es el Newton, abreviado como N. Ahora bien, como el peso es una fuerza, entonces este se mide en Newton (N). 1 N es, aproximadamente, lo que pesa sobre tu mano cualquier objeto de 100 gramos; una manzana pesa, en promedio, 2 N. Un error muy frecuente que solemos cometer es confundir las unidades de masa y fuerza. Por eso, cuando vamos a una farmacia y decimos que nos vamos a pesar, en realidad nos vamos a masar, pues si nuestra masa es 53 kilos, son 53 kilogramos de masa, no de peso, pues como ya dijimos, el peso se mide en N, no en kg.
FISICA
Si miramos a nuestro alrededor, podremos observar que estamos rodeados de infinitos elementos de los que poco sabemos. Todo lo que forma parte de la naturaleza y del Universo está constituido por algún tipo de materia, la que es capaz de transformarse y adoptar diversos tamaños y formas.
La física es la ciencia que se encarga de los componentes que forman nuestro Universo, de las fuerzas que estos ejercen entre sí y de los efectos que provocan estas fuerzas. Esta ciencia está estrechamente relacionada con el resto de las ciencias naturales.
Los comienzos
Durante la antigüedad, los chinos, babilonios, mayas y egipcios se dedicaron a observar los movimientos planetarios; sin embargo, no fueron capaces de concluir por qué se producían. Más tarde, los filósofos griegos sacaron a la luz dos ideas sobre los elementos que componen el Universo, que se convertirían en algo trascendental. Una fue el atomismo (postulado por el pensador griego Leucipo en el siglo IV a.C.) y otra, opuesta a la anterior, la teoría de los elementos, formulada un siglo antes.
La teoría del atomismo clásico postula que el “todo” se compone exclusivamente de partículas indivisibles llamadas átomos, los que poseen únicamente las propiedades de tamaño, forma, impenetrabilidad y movimiento. Y lo más importante: no pueden atravesarse ni dividirse.
La teoría de los elementos, formulada por Empédocles en el siglo V a.C., postulaba cuatro elementos o raíces del ser como principio de la materia: fuego, aire, agua y tierra.
En el siglo III a.de C., en Alejandría, el centro científico de la civilización occidental en esa época, el matemático, físico e inventor griego Arquímedes enunció el llamado principio de Arquímedes (este dice que un cuerpo sólido sumergido en un líquido es impulsado hacia arriba con una fuerza equivalente al peso del líquido que desplaza) y diseñó diversos aparatos.
Durante la Edad Media no se observaron grandes adelantos científicos en el campo de la física; sin embargo, después del Renacimiento, a fines del siglo XVI y comienzos del XVII, cuatro astrónomos fueron los responsables de interpretar el movimiento de los cuerpos celestes, convirtiéndose en los más famosos físicos de la historia:
- Nicolás Copérnico: propuso el sistema heliocéntrico, en que todos los planetas, incluida la Tierra, giraban alrededor del Sol. Antes de él imperaba el sistema geocéntrico (que postulaba que todos los cuerpos celestes, incluido el Sol, giraban en torno a la Tierra.
- Tycho Brahe: concluyó que eran cinco los planetas que giraban en torno al Sol (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) y que, a su vez, este nuevo sistema solar giraba alrededor de la Tierra.
- Galileo Galilei: astrónomo, físico y matemático italiano. Sus investigaciones sobre las leyes de la naturaleza constituyen los fundamentos de la ciencia experimental moderna. Entre otras cosas, demostró que los objetos se demoran el mismo tiempo en caer, independientemente de su masa, y que su velocidad aumenta uniformemente con el tiempo de caída.
- Isaac Newton: fue uno de los grandes físicos de la historia. Sus tres leyes del movimiento fueron un aporte trascendental y la base de la física dinámica.