Question

Qué resistencia al aire?

Answer 1

Cuando resuelves problemas físicos relacionados con la caída libre, con frecuencia se te pide que ignores la resistencia del aire y que asumas que la aceleración es constante y sin fin. En el mundo real, debido a la resistencia del aire, los objetos no caen indefinidamente con aceleración constante. Una forma de ver esto es comparar la caída de una pelota de béisbol y de una hoja de papel cuando se sueltan desde una misma altura. La pelota de béisbol se está acelerando todavía cuando golpea el suelo. El aire tiene un efecto mucho mayor sobre la hoja de papel que el que tiene sobre el movimiento de la pelota de béisbol. El papel no se acelera mucho tiempo antes que la resistencia del aire reduzca la aceleración de modo que se mueve con una velocidad casi constante. Cuando un objeto cae con una velocidad constante, preferimos usar el término velocidad terminal, o vT. El papel alcanza la velocidad terminal muy rápidamente en una corta caída hacia el suelo, la pelota de béisbol no lo hace. A la resistencia del aire algunas veces de le llama fuerza de arrastre. Se han hecho experimentos con una gran variedad de objetos cayendo en el aire. Estos algunas veces muestran que la fuerza de arrastre es proporcional a la velocidad y otras veces que la fuerza de arrastre es proporcional al cuadrado de la velocidad. En cualquier caso, el sentido de la fuerza de arrastre es opuesto al sentido del movimiento. Matemáticamente, la fuerza de arrastre se puede describir usando Farrastre = –bv o Farrastre = –cv 2 . Las constantes b y c se denominan como los coeficientes de arrastre que dependen del tamaño y de la forma del objeto. En la caída hay dos fuerzas que actúan sobre un objeto: el peso, mg, y la resistencia del aire, –bv o –cv 2 . A la velocidad terminal, la fuerza hacia abajo es igual a la fuerza hacia arriba, así que mg = –bv o mg = –cv 2 , dependiendo de si la fuerza de arrastre sigue la primera o la segunda relación. En cualquier caso, como g y b o c son constantes, la velocidad terminal se ve afectada por la masa del objeto. Sacando fuera las constantes, esto produce