¿Qué tienen en común una manzana que cae y una luna en órbita?

si te caes objeto, caerá. Es un movimiento que todos hemos visto cientos de veces. Todos hemos visto también muchas lunas que dan una vuelta completa alrededor de nuestro planeta. cada 27,3 días (visto desde la Tierra). La caída y la órbita pueden parecer tipos de movimiento radicalmente diferentes, ¡pero no lo son! La misma física explica ambos.

Hay una historia famosa sobre Isaac Newton haciendo la conexión gracias a una manzana que cae. (Probablemente no sea cierto—pero podría, podría ser.) Aún así, su realización es asombrosa, así que lo guiaré a través del proceso. Se trata de algunos conceptos que las personas que viven hoy en día pueden dar por sentado, pero construir conocimiento como este no es trivial, y Newton no lo inventó todo. Se basó en ideas de Galileo, quien estudió el movimiento de los objetos que caen, de Robert Hooke, quien estudió los efectos de las cosas que se mueven en círculos, y de Johannes Kepler, quien desarrolló ideas sobre los movimientos de los planetas y la luna.

Objetos que caen

Comencemos con lo que le sucede a un objeto cuando cae. En el siglo III a. C., Aristóteles argumentó que un objeto masivo caería más rápido que uno de poca masa. Suena razonable, ¿verdad? Esto parece encajar con lo que vemos: imagina dejar caer una piedra y una pluma al mismo tiempo. Pero a Aristóteles no le gustaba probar sus teorías con experimentos. solo parecía que tiene sentido que un objeto más pesado cae más rápido”. Como la mayoría de sus colegas filósofos, prefería llegar a conclusiones basadas en la lógica de salón.

Aristóteles también razonó que los objetos caen a una velocidad constante, lo que significa que no disminuyen ni aceleran a medida que avanzan. Probablemente llegó a esta conclusión porque los objetos que caen caen rápidamente y es muy difícil ver los cambios de velocidad a simple vista.

Pero mucho más tarde, Galileo Galilei (quien usó su primer nombre porque pensó que era genial) descubrió una forma de ralentizar las cosas. Su solución fue hacer rodar la pelota por la rampa en lugar de dejarla caer. Hacer rodar la pelota en un ángulo muy pequeño hace que sea mucho más fácil saber qué está pasando. Podría verse así:

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Ahora podemos ver que a medida que la pelota rueda por la pista, aumenta su velocidad. Galileo planteó la hipótesis de que en el primer segundo de movimiento la pelota aumentaría su velocidad en cierta cantidad. También aumentará en la misma cantidad de velocidad en el siguiente segundo de movimiento, lo que significa que en el intervalo de tiempo entre 1 y 2 segundos, la pelota recorrerá una distancia mayor que en el primer segundo.

Luego planteó la hipótesis de que sucede lo mismo cuando aumenta la inclinación del ángulo, ya que esto causará un mayor aumento en la velocidad.Esto debe significar que un objeto en una rampa completamente vertical (que sería lo mismo que un objeto que cae) También aumente la velocidad Boom: ¡Aristóteles está equivocado! Objetos que caen no cae a una velocidad constante, pero en cambio cambia de velocidad. La velocidad a la que cambia la velocidad se llama aceleración. En la superficie de la Tierra, un objeto que se deja caer acelerará hacia abajo a 9,8 metros por segundo por segundo.

Podemos escribir la aceleración matemáticamente como el cambio de velocidad dividido por el cambio de tiempo (donde el símbolo griego Δ indica cambio).

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