Si dejas caer algo, ¿será más rápido cuanto más tiempo se haya caído?

Originalmente escribí esto bajo la respuesta de otra persona, pero decidí escribir la mía.

Un objeto cae porque tiene una fuerza resultante (su peso debido a la gravedad) que actúa sobre él en dirección descendente. La fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo hace que acelere en la dirección de la fuerza (Newton’s 2nd).

La segunda ley del movimiento de Newton establece:

“La aceleración de un objeto producida por una fuerza resultante es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza, en la misma dirección que la fuerza, e inversamente proporcional a la masa del objeto”.

En la Tierra, todos los objetos acelerarían a la misma velocidad (9.81 ms ^ -2) si no fuera por la atmósfera y continuarían haciéndolo a esta velocidad a menos que actúe otra fuerza externa resultante (por ejemplo, hasta que toque el suelo )

Sin embargo, en una atmósfera, la resistencia del aire se opone al movimiento, y en este caso actúa hacia arriba contra este movimiento hacia abajo. La resistencia del aire es una función de la velocidad, por lo que a medida que aumenta la velocidad del objeto, también aumenta la resistencia del aire que se opone a su movimiento descendente.

Cuando esta resistencia al aire es igual al peso, ya no hay una fuerza resultante hacia abajo. Por lo tanto, el objeto ya no acelera y continúa cayendo a una velocidad constante (Newton’s First).

La primera ley del movimiento de Newton establece:

“Un objeto continuará a una velocidad constante (o permanecerá en reposo) a menos que una fuerza resultante externa actúe sobre él”.

Para este cuerpo que cae, esta velocidad constante es su velocidad terminal. No es un valor establecido universal para todos los cuerpos. Cada cuerpo tiene su propia velocidad terminal, que depende de su peso y de lo ágil que sea.

Una pluma alcanzará la velocidad terminal * mucho más rápido * que una bola de boliche ya que su peso es pequeño en relación con su área de superficie y, por lo tanto, experimenta una gran cantidad de resistencia al aire en relación con su peso. Su velocidad terminal es mucho más baja que la de la bola de boliche.

El propósito de un paracaídas es reducir su velocidad terminal al aumentar la resistencia del aire que se opone a su peso.

Respuesta corta: Sí, pero a menos que en el vacío, los cuerpos aceleren hasta alcanzar la velocidad terminal y luego continúen cayendo a esta velocidad constante.

No soy un experto, solo estudié esto para un examen el año pasado. Agradecería cualquier corrección.

En el vacío, sí. Las cosas se vuelven cada vez más rápidas mientras caen.

En el aire, tenemos que considerar la resistencia del aire, que tiende a ralentizar las cosas.

Dependiendo de la forma y el tamaño del objeto, el aire empujará contra él en un grado variable, y debido a que la fuerza de la resistencia del aire aumenta a medida que avanza, llegará un punto en el que la fuerza de la resistencia del aire es la misma que la fuerza de la gravedad, y el objeto caerá a una velocidad constante desde ese punto en adelante.

Entonces, por ejemplo, si saltas de un avión con un paracaídas y caes libremente por un tiempo, entonces caerás más y más rápido y el viento en tu cara se volverá más y más fuerte, hasta después de unos 10 a 15 segundos , alcanza aproximadamente 120 mph, y luego su velocidad gradualmente se nivelará y caerá a 120 mph hasta que abra su paracaídas.

Debido a que el paracaídas es mucho más grande, crea MUCHA mayor resistencia al aire, por lo que en solo 3 a 4 segundos, su velocidad cae rápidamente de 120 mph a menos de 20 mph y se mantiene a esa velocidad hasta llegar al suelo.

Para responder a su pregunta en una palabra, sí.

Para obtener detalles sobre por qué tiene razón, lea a continuación.

Si deja caer algo, entonces la única fuerza que actúa sobre el objeto que dejó caer es la gravedad (en un sistema cerrado). La segunda ley de movimiento de Newton establece que si se ejerce una fuerza sobre un objeto, ese objeto se acelerará en la dirección de la fuerza aplicada.

Mientras sostiene el objeto, siente su peso mientras aplica fuerza sosteniéndolo para evitar que la gravedad lo tire al piso, pero una vez que lo suelta, la gravedad es la única fuerza que actúa sobre él, aparte de fuerzas externas como arrastre, viento y otros, dependiendo del entorno que lo rodea, que generalmente no es un sistema cerrado.

Cuando sueltas un objeto, la fuerza más fuerte que actúa sobre él suele ser la gravedad, que es una fuerza hacia abajo, por lo que el objeto que dejaste se acelera hacia abajo.

Ahora que el objeto está acelerando, todo lo que necesita es darle tiempo para que su velocidad aumente de 0 a la velocidad terminal (cuando la fuerza de fricción es igual a la fuerza gravitacional) que es cuando el objeto dejará de acelerar, pero mantendrá una constante velocidad, pero debido a que la fricción real no es constante (como una ráfaga de viento o un objeto externo que ejerce algún tipo de fuerza de interferencia), la velocidad terminal del objeto solo será casi constante.

Depende del objeto. Algunos objetos, como las bolas de boliche, tienen menos fuerza de arrastre, por lo que alcanzarán la velocidad terminal con bastante rapidez. Otros, como plumas y paracaidistas, tomarán tiempo para superar la resistencia al viento.

NO.
La velocidad aumenta solo durante unos segundos (si saltas del séptimo piso, caerás a la velocidad máxima)
No importa qué material tirarías, la velocidad sigue siendo la misma. Lo que importa es cómo se ve el objeto (¿es una bola? ¿Cuadrado? ¿Se parece a un plátano?) Eso es lo que importa.

Supongamos que lo dejas caer en el vacío -dice en la luna- sí, lo hará.

Esto se debe a que la fuerza de la gravedad debida a la Luna sobre el objeto lo acelera de manera continua y constante. Eso está causando que su velocidad aumente constantemente.

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