Un objeto que cae libremente hacia la superficie de la Tierra se acelera a 9.8 m / s ^ 2 .. ¿No significa esto que Stoke estaba equivocado?

No. La aceleración de caída libre de 9.8 m / s ^ 2 se aplica solo en vacío, o en condiciones donde la fricción del fluido es insignificante.

Cuando la fricción del fluido ya no es despreciable, la ley de Stokes comienza a aplicarse, y como paracaidista, la ley de Stokes es para mí literalmente oxígeno y agua. Las ecuaciones sobre el movimiento del cuerpo en fluido conducen a ecuaciones diferenciales de segundo orden muy desagradables, donde la aceleración es el término de segundo orden y la resistencia es el término de primer orden. Eso significa que la resistencia aumenta a medida que aumenta la velocidad.

Cuando un paracaidista salta de un avión, inicialmente caerá en la aceleración de la gravedad, con un arrastre insignificante. Pero una vez que aumenta su velocidad, también lo hace la fricción del aire, y la resistencia inducida, ya que el aire es una mezcla de gases y los gases son fluidos viscosos. Después de doce segundos, la fricción del aire ha crecido tanto que la resistencia inducida anula la aceleración de la gravedad. El paracaidista ahora ha alcanzado la velocidad terminal , que en un cuerpo humano en posición de “boxman” es de 53 m / s. El paracaidista ahora caerá a velocidad constante hasta que alcance la altitud de apertura.

Una vez que el paracaidista lanza la rampa piloto en la corriente de deslizamiento y el dosel comienza a inflarse, el arrastre aumenta dramáticamente porque el área del dosel es mucho más grande que la del cuerpo humano y tiene una forma para incitar al arrastre. El paracaidista ahora sentirá una desaceleración rápida, unos 4 g, a medida que disminuya su velocidad debido al aumento de la resistencia. Lo describo “como si la mano de Dios me estuviera agarrando”. Finalmente, su velocidad se estabilizará hasta el punto en que su aceleración de la gravedad y la desaceleración de la resistencia se cancelen entre sí y nuevamente caiga hacia la Tierra a una velocidad constante llamada “velocidad de descenso”. Por lo general, es de 5 m / s, que es lo suficientemente seguro como para aterrizar sobre tus pies.

No. Solo significa que no estás teniendo en cuenta el hecho de que hay una resistencia viscosa.

La mayoría de los ejercicios de física ocurren en un mundo simplificado. Si está estudiando la caída libre, los ejercicios no tienen en cuenta el arrastre viscoso ni ningún tipo de arrastre.

Si está haciendo un experimento, debe tener esto en cuenta.

Entonces, Stokes no estaba equivocado.