Calcula los parámetros de un objeto en caída libre: tiempo de caída, altura recorrida y velocidad final. Las fórmulas de Galileo se aplican en el vacío (sin resistencia del aire), lo que es una buena aproximación para objetos densos y caídas cortas. Gravedad ajustable para Tierra, Luna, Marte, Júpiter y otros cuerpos celestes.
Tabla de caída libre (Tierra, sin resistencia del aire)
| Altura | Tiempo | Velocidad final |
|---|---|---|
| 1 m | 0,45 s | 4,43 m/s (16 km/h) |
| 5 m | 1,01 s | 9,90 m/s (36 km/h) |
| 10 m | 1,43 s | 14,0 m/s (50 km/h) |
| 20 m | 2,02 s | 19,8 m/s (71 km/h) |
| 50 m | 3,19 s | 31,3 m/s (113 km/h) |
| 100 m | 4,52 s | 44,3 m/s (160 km/h) |
| 200 m | 6,39 s | 62,6 m/s (226 km/h) |
Ejemplo resuelto
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre caída libre en el vacío y con aire?
En el vacío todos los cuerpos caen con la misma aceleración g, independientemente de su masa — es el experimento de la pluma y el martillo demostrado en la Luna. Con aire, la resistencia depende de la forma, el área y la densidad del cuerpo; una pluma cae mucho más lento que una piedra. Las fórmulas de Galileo t = √(2h/g) y v = √(2gh) son exactas sólo sin aire, pero dan buena aproximación para objetos densos y caídas cortas (hasta unos 20-30 m).
¿Cuándo importa la resistencia del aire?
La resistencia del aire es relevante para objetos livianos (hojas de papel, plumas, bolas de algodón), para alturas grandes (más de 50 m) y para formas no aerodinámicas. La fuerza de arrastre crece con el cuadrado de la velocidad, por lo que a partir de cierta velocidad iguala al peso y el objeto deja de acelerar. Para una piedra que cae 10 m la diferencia respecto al vacío es menor al 1 %.
¿Qué es la velocidad terminal?
Es la velocidad máxima que un objeto puede alcanzar en caída dentro de un fluido (normalmente el aire), cuando la fuerza de arrastre iguala al peso y la aceleración se anula. Para una persona en posición extendida (brazos y piernas abiertos) ronda los 53 m/s (≈190 km/h); en posición vertical de cabeza («bala») puede superar los 90 m/s (≈320 km/h). Una pelota de tenis alcanza unos 30 m/s y una gota de lluvia apenas 9 m/s.
¿Cómo cambia la caída en otros planetas?
La gravedad varía mucho: Luna 1,62 m/s² (1/6 de la Tierra), Marte 3,71 m/s², Venus 8,87 m/s², Júpiter 24,79 m/s². Una caída de 10 m en la Luna tarda 3,51 s y llega a 5,69 m/s, mientras que en Júpiter sólo tarda 0,90 s y alcanza 22,3 m/s. En condiciones de ingravidez (g = 0) no hay caída y el objeto flota.
¿Por qué la velocidad depende sólo de la altura y no de la masa?
Porque en caída libre la única fuerza es el peso F = m·g, y la aceleración a = F/m = g no depende de la masa. Todos los cuerpos adquieren la misma velocidad final v = √(2gh) tras recorrer la misma altura. La masa sólo influye en la energía (Ec = ½·m·v²) y en el impacto: una bala y una pelota caen igual de rápido, pero la bala tiene más energía al llegar al suelo.
Las tres fórmulas fundamentales son: t = √(2h/g) para el tiempo; v = √(2gh) = g·t para la velocidad final; h = ½·g·t² para la altura. Usando gravedad terrestre estándar g = 9,80665 m/s²: un objeto que cae desde 10 m tarda 1,43 s y llega a 14 m/s (50,4 km/h); desde un balcón a 9 m (tercer piso), el tiempo es 1,36 s y la velocidad de impacto 13,3 m/s (48 km/h). En la Luna (g = 1,62 m/s²) la misma altura de 10 m requiere 3,51 s y la velocidad al impacto es solo 5,69 m/s. Importante: en la realidad, la resistencia del aire limita la velocidad máxima (velocidad terminal) de objetos livianos como una hoja de papel o un paracaidista — para estos casos las fórmulas de caída libre subestiman el tiempo. Una persona en caída libre alcanza ≈53 m/s de velocidad terminal con cuerpo extendido, o hasta 90 m/s en posición de bala.