Saltar al contenido
aulaquest logo

AulaQuest

  • SimulacionesAmpliar
    • Física
    • Matemáticas
    • Química
  • Sobre Aulaquest
  • Contacto
  • ❤️ Apoya AulaQuest
  • blog |
  • Español
  • English
  • Acceso:Profes
aulaquest logo
AulaQuest

beta

Física · Cinemática

Simulador de Caida libre

AulaQuest Física Cinemática Simulador de Caida libre
Compartir simulación

Llévatela donde quieras

Copia el enlace o compártelo directamente con tus alumnos.

O compartir en
Classroom WhatsApp Telegram Bluesky
Para tu web, blog o LMS

Inserta esta simulación

Copia el código y pégalo donde quieras mostrar la simulación.

Solo te pedimos que enlaces y referencies a AulaQuest cuando compartas o incrustes la simulación.

¿Necesitas más espacio para experimentar?

Abrir simulador completo

SELECCIÓN ACTIVA

PREPARADA PARA TU CLASE

Guía de la demostración

Así está preparada esta demostración para utilizarla en clase.

LA EXPERIENCIA DE OTROS PROFESORES

Reseñas de esta práctica

Consulta las opiniones o comparte cómo te ha funcionado en clase.

☆ Sin valoraciones todavía

Prácticas AulaQuest

La misma simulación, preparada para trabajar en clase.

Debajo encontrarás actividades y demostraciones creadas a partir de esta misma simulación. Cada una está configurada para explorar una situación concreta, con experimentos, problemas o instrucciones para trabajar directamente en clase.

Puedes abrir una propuesta tal como está y, si eres profesor, guardar una copia en Studio para adaptarla a tus alumnos o crear la tuya.

SIN REGISTRO Crea tu cuenta gratis ▾
Descubre las Prácticas AulaQuest

Con tu cuenta gratuita podrás abrir todas las prácticas y demostraciones, sin cupos diarios.

También podrás guardar y personalizar tus propias prácticas en Mi estudio.

Crear cuenta gratis →

Desliza para ver más →

PRÁCTICA OFICIAL Práctica interactiva

El secreto de la caida libre

Dispones de un objeto que puedes soltar desde distintas alturas y de los instrumentos de una simulación para medir su movimiento. Tu desafío consiste en reconstruir la ley matemática de la caída…

Física Bachillerato ◷ 50 min Por parejas Intermedia
★ 4,5/5 · 2 valoraciones · 100 % la recomienda
Creado por AulaQuest Oficial Nuevo
PRÁCTICA OFICIAL Demostración

¿Qué cae primero? El duelo de la gravedad

una pelota de fútbol y una bola de bolos se sueltan desde la misma altura. Una pesa muchísimo más que la otra. ¿Cuál tocará el suelo primero?

Física Secundaria ◷ 20 min En grupo Inicial
☆ Sin valoraciones todavía
Creado por AulaQuest Oficial 2 usos
PRÁCTICA OFICIAL Demostración

¿Cuánto tarda en tocar el suelo?

Primer contacto con la caída libre

Física Secundaria ◷ 20 min En grupo Inicial
☆ Sin valoraciones todavía
Creado por AulaQuest Oficial Nuevo
PRÁCTICA OFICIAL Práctica interactiva

El secreto de la caida libre

Dispones de un objeto que puedes soltar desde distintas alturas y de los instrumentos de una simulación para medir su movimiento. Tu desafío consiste en reconstruir la ley matemática de la caída…

Física Bachillerato ◷ 50 min Por parejas Intermedia
★ 4,5/5 · 2 valoraciones · 100 % la recomienda
Creado por AulaQuest Oficial Nuevo

Desliza para ver más →

PRÁCTICA OFICIAL Demostración

¿Qué cae primero? El duelo de la gravedad

una pelota de fútbol y una bola de bolos se sueltan desde la misma altura. Una pesa muchísimo más que la otra. ¿Cuál tocará el suelo primero?

Física Secundaria ◷ 20 min En grupo Inicial
☆ Sin valoraciones todavía
Creado por AulaQuest Oficial 2 usos
PRÁCTICA OFICIAL Demostración

¿Cuánto tarda en tocar el suelo?

Primer contacto con la caída libre

Física Secundaria ◷ 20 min En grupo Inicial
☆ Sin valoraciones todavía
Creado por AulaQuest Oficial Nuevo
AulaQuest Oficial Práctica preparada

☆ Sin valoraciones todavía · Sin recomendaciones todavía
Creado por
Vista general
Tu misión

Lista para llevar al aula

Aquí tienes la preparación de la práctica, los objetivos y el recorrido paso a paso.

Cómo está preparada la simulación Configuración inicial e indicaciones de uso ▾
Qué aprenderán tus alumnos Objetivos de aprendizaje de esta práctica ▾

Desarrollo de la práctica

LA PRÁCTICA COMPLETA ESTÁ A UN CLIC

La simulación es solo el principio.

Aquí tienes una práctica pensada para llevar al aula: cómo configurar el experimento, qué investigar y qué retos proponer a tus alumnos.

Regístrate gratis para descubrirla completa y utilizarla en clase.

Configuración del experimento Pasos y retos para investigar Objetivos de aprendizaje
Crear cuenta de profesor gratis → Ya tengo cuenta
Usar esta práctica Comprueba la experiencia del alumno

Ábrela tal como está preparada, sin tener que crear nada.

Abrir práctica →
Guarda esta práctica en Mi estudio

Guárdala para volver a utilizarla cuando quieras. Además, puedes personalizarla para adaptarla a las necesidades de tu clase.

Acceso actual 0 de 1 prácticas
Abrir práctica
Cuenta de profesor

Sigue explorando AulaQuest con tu cuenta gratuita

✓
Personaliza Prácticas AulaQuest Guarda una copia en Mi estudio y adáptala a tu clase.
✓
Crea tus propias prácticas Personaliza simulaciones e integra preguntas desde Studio.
✓
Trabaja con tus alumnos Utiliza tus prácticas con una clase y consulta sus resultados.
Crear cuenta de profesor gratis Ya tengo cuenta

La simulación principal de esta página seguirá siempre disponible sin registro.

Añadir a mi Aula

¿Quieres crear tu propia copia?

La versión original permanecerá intacta.

Preparando tu copia…

Estamos copiando el recurso.

✓

Ya es tuyo.

Ahora puedes adaptarlo a tu clase.

Abriendo el editor…
!

No hemos podido crear la copia.

Inténtalo de nuevo.

integra ejercicios dentro de la simulación interactiva aulaquest
integra ejercicios dentro de la simulación interactiva aulaquest mobile

Teoría de la caída libre y la velocidad límite aplicada al simulador

Suelta un objeto, observa cómo cambia su velocidad y sigue la caída con el rastro, los sensores y las gráficas. Primero estudiaremos el modelo ideal sin aire. Después haremos aparecer la atmósfera y veremos por qué una pluma, un yunque o un paracaidista pueden comportarse de maneras tan diferentes.

↓

¿Qué ocurre realmente cuando soltamos un objeto?

Antes de escribir ecuaciones, mira cómo cambia el movimiento.
⌄

Coloca un objeto a cierta altura y suéltalo.

Justo en el instante de soltarlo está parado. Un momento después ya se mueve hacia el suelo. Un poco más tarde se mueve todavía más rápido.

Ahí aparece la primera idea importante de toda esta simulación: la velocidad está cambiando.

Y cuando la velocidad cambia, existe aceleración.

Antes de pulsar “Dejar caer”

Activa el rastro. Cada marca representa la posición del objeto después del mismo intervalo de tiempo.

Si el objeto estuviera cayendo con velocidad constante, ¿cómo deberían aparecer esas marcas?

▶ Empieza sin mirar ninguna fórmula

Selecciona Tierra, coloca una altura de 100 m y deja la resistencia del fluido en 0 %.

Activa Rastro y deja caer el objeto. Fíjate únicamente en la separación entre las marcas.

Caída acelerada

Las marcas aparecen cada vez más separadas.

Y como entre una marca y la siguiente transcurre el mismo tiempo, solo hay una explicación posible: el objeto recorre cada vez más distancia durante el mismo intervalo.

Acabas de ver la aceleración sin calcular nada

El rastro no te da simplemente una trayectoria. Te permite ver cómo cambia el movimiento con el tiempo.

a

La clave de la caída libre: una aceleración prácticamente constante

En la Tierra, la velocidad cambia unos 9.81 m/s cada segundo.
⌄

Si despreciamos la resistencia del aire y trabajamos cerca de la superficie terrestre, podemos considerar que la aceleración gravitatoria permanece prácticamente constante.

$$ g\approx9.81\,\text{m/s}^2 $$

Esa unidad merece atención.

\(9.81\,\text{m/s}^2\) significa que la velocidad cambia aproximadamente \(9.81\,\text{m/s}\) por cada segundo que transcurre.

Ahora necesitamos elegir un convenio de signos. Tomaremos hacia arriba como sentido positivo.

Como la gravedad apunta hacia abajo:

$$ a=-g $$

Y en la Tierra:

$$ a\approx-9.81\,\text{m/s}^2 $$
El signo negativo no significa que esté frenando

Solo indica dirección. Hemos elegido hacia arriba como positivo, así que cualquier velocidad o aceleración dirigida hacia abajo tendrá signo negativo.

Aceleración frente al tiempo en caída libre
Sin resistencia del aire, la aceleración se mantiene prácticamente constante durante toda la caída.
▶ Compruébalo en la simulación

Mantén resistencia 0 %, activa las gráficas y observa \(a(t)\). Después cambia la altura y repite.

El movimiento dura más o menos tiempo, pero el valor de \(g\) no cambia por haber soltado el objeto desde más arriba.

v

De la aceleración a la velocidad

Si la aceleración es constante, la velocidad cambia linealmente.
⌄

Ya sabemos algo sobre el movimiento: la velocidad cambia continuamente.

La ecuación general para un movimiento con aceleración constante es:

$$ v=v_0+at $$

En esta simulación soltamos el objeto, así que parte del reposo:

$$ v_0=0 $$

Además:

$$ a=-g $$

Sustituimos ambas cosas:

$$ \boxed{v=-gt} $$
v Velocidad del objeto en un instante, en m/s.
g Módulo de la aceleración gravitatoria, en m/s².
t Tiempo transcurrido desde que soltamos el objeto, en s.
¿Qué velocidad tiene después de 2 s?

En la Tierra:

$$ v=-(9.81)(2) $$
$$ v=-19.62\,\text{m/s} $$

El signo negativo indica movimiento hacia abajo. Su rapidez es \(19.62\,\text{m/s}\).

Velocidad frente al tiempo en caída libre
La velocidad cambia siempre al mismo ritmo, por eso \(v(t)\) es una recta.
Antes de utilizar los sensores

Coloca S1 en una zona alta y S2 mucho más cerca del suelo. ¿Cuál debería registrar una rapidez mayor?

▶ Mide la velocidad en dos puntos

Utiliza 100 m, Tierra y resistencia 0 %. Coloca los sensores a distintas alturas y compara las velocidades medidas.

y

La posición no cambia igual cada segundo

Aquí aparece el término \(t^2\).
⌄

Si el objeto mantuviera siempre la misma velocidad, recorrería la misma distancia durante cada segundo.

Pero ya hemos visto que no ocurre eso. Cada segundo cae más rápido.

La ecuación general de posición para aceleración constante es:

$$ y=y_0+v_0t+\frac12at^2 $$

Como lo soltamos:

$$ v_0=0 $$

Y como:

$$ a=-g $$

obtenemos:

$$ \boxed{ y=y_0-\frac12gt^2 } $$
y Altura del objeto en un instante, en m.
y₀ Altura inicial, en m.
g Aceleración gravitatoria, en m/s².
t Tiempo transcurrido, en s.

La diferencia respecto a la ecuación de velocidad salta a la vista: aquí aparece \(t^2\).

Por eso la gráfica posición-tiempo no es una recta.

Altura frente al tiempo
Al aumentar la rapidez, la altura disminuye cada vez más deprisa.
Tres gráficas, un solo movimiento

\(a(t)\) es constante. \(v(t)\) es una recta. \(y(t)\) es una curva.

No son tres fenómenos diferentes. Son tres formas de describir la misma caída.

⏱

¿Cuánto tarda el objeto en llegar al suelo?

No necesitas memorizar otra fórmula: podemos obtenerla.
⌄

Partimos de:

$$ y=y_0-\frac12gt^2 $$

Cuando el objeto toca el suelo:

$$ y=0 $$

Sustituimos:

$$ 0=y_0-\frac12gt^2 $$

Despejamos paso a paso:

$$ \frac12gt^2=y_0 $$
$$ gt^2=2y_0 $$
$$ t^2=\frac{2y_0}{g} $$
$$ \boxed{ t=\sqrt{\frac{2y_0}{g}} } $$
Caída desde 20 m en la Tierra
$$ t= \sqrt{ \frac{2\cdot20}{9.81} } \approx2.02\,\text{s} $$
No respondas demasiado rápido

Si duplicamos la altura de 20 m a 40 m, ¿se duplica también el tiempo de caída?

Mira la raíz cuadrada de la expresión antes de responder.

▶ Papel primero, simulación después

Elige una altura, calcula el tiempo de caída y solo entonces pulsa Dejar caer.

Utiliza el cronómetro para comprobar tu predicción.

🪐

¿Cómo cambia la caída libre en la Luna, Marte o Júpiter?

Mismo objeto, misma altura y una sola variable diferente: \(g\).
⌄

Aquí podemos hacer un experimento muy limpio.

Mantendremos el mismo objeto y la misma altura. Lo único que vamos a cambiar será la aceleración gravitatoria.

AstroAceleración gravitatoria
Luna\(1.62\,\text{m/s}^2\)
Marte\(3.71\,\text{m/s}^2\)
Tierra\(9.81\,\text{m/s}^2\)
Júpiter\(24.79\,\text{m/s}^2\)

La velocidad depende directamente de \(g\):

$$ v=-gt $$

Y el tiempo de caída:

$$ t=\sqrt{\frac{2y_0}{g}} $$

Una gravedad mayor hace que la velocidad cambie más deprisa y reduce el tiempo necesario para recorrer la misma distancia.

Ordena antes de ejecutar

Desde 100 m, ordena Luna, Marte, Tierra y Júpiter desde el mayor hasta el menor tiempo de caída.

▶ Cambia únicamente \(g\)

Mantén 100 m, el mismo objeto y resistencia 0 %. Ejecuta la caída en los cuatro astros.

Compara el cronómetro, la velocidad y la pendiente de \(v(t)\).

●●

¿Qué cae antes: una pluma o un yunque?

Una pregunta sencilla que obligó a cambiar nuestra forma de entender la caída.
⌄

Imagina que sostienes un yunque en una mano y una pluma en la otra.

Los sueltas al mismo tiempo.

En la Tierra, la respuesta parece evidente: el yunque llegará antes.

Y efectivamente lo hará.

Pero eso no demuestra que la gravedad acelere más a los objetos pesados.

Hay otro protagonista en el experimento: el aire.

Hagamos desaparecer el aire

Activa Comparar (2 bolas), selecciona una pluma y un yunque y coloca la resistencia del fluido en 0 %.

Antes de pulsar el botón: ¿seguirá llegando antes el yunque?

Dos objetos diferentes. Dos ecuaciones. El mismo movimiento.

Llamemos objeto 1 al yunque y objeto 2 a la pluma.

Los soltamos simultáneamente desde la misma altura.

Eso significa:

$$ v_{01}=0 \qquad v_{02}=0 $$

Además, si eliminamos el aire, ambos tienen la misma aceleración:

$$ a_1=-g \qquad a_2=-g $$

Escribamos la velocidad del objeto 1:

$$ v_1(t)=v_{01}+a_1t $$

Como \(v_{01}=0\) y \(a_1=-g\):

$$ \boxed{ v_1(t)=-gt } $$

Ahora hacemos exactamente lo mismo con el objeto 2:

$$ v_2(t)=v_{02}+a_2t $$

Como \(v_{02}=0\) y \(a_2=-g\):

$$ \boxed{ v_2(t)=-gt } $$

Ahí está la respuesta.

$$ \boxed{ v_1(t)=v_2(t) } $$

En cualquier instante de la caída, pluma y yunque tienen la misma velocidad si parten en las mismas condiciones y no existe aire.

Hagamos ahora lo mismo con la posición

Para el objeto 1:

$$ y_1(t) = y_{01} + v_{01}t - \frac12gt^2 $$

Para el objeto 2:

$$ y_2(t) = y_{02} + v_{02}t - \frac12gt^2 $$

Ambos parten de la misma altura:

$$ y_{01}=y_{02}=y_0 $$

Y ambos parten del reposo. Por tanto:

$$ \boxed{ y_1(t)=y_0-\frac12gt^2 } $$
$$ \boxed{ y_2(t)=y_0-\frac12gt^2 } $$

De nuevo:

$$ \boxed{ y_1(t)=y_2(t) } $$
La masa no aparece

Mira las cuatro ecuaciones: \(v_1(t)\), \(v_2(t)\), \(y_1(t)\) y \(y_2(t)\).

No aparece la masa de ninguno de los dos objetos.

Si parten del mismo lugar, con la misma velocidad inicial y están sometidos a la misma aceleración, sus movimientos son idénticos.

La Torre de Pisa y una idea que llevaba siglos equivocada

Durante mucho tiempo se aceptó que un objeto pesado debía caer necesariamente más rápido que uno ligero.

La historia más famosa cuenta que Galileo dejó caer cuerpos de distinta masa desde la Torre de Pisa para poner esa idea a prueba.

No sabemos con seguridad si aquella demostración ocurrió exactamente como suele contarse, pero sus estudios sobre la caída ayudaron a cambiar por completo la manera de entender el movimiento.

El problema era que en la Tierra siempre tenemos aire.

Para hacer el experimento perfecto había que encontrar un laboratorio donde prácticamente no hubiera atmósfera.

Y siglos después lo encontramos.

Apollo 15: Galileo llevado a la Luna

En 1971, durante la misión Apollo 15, el astronauta David Scott se colocó frente a una cámara en la superficie lunar.

En una mano llevaba un martillo geológico. En la otra, una pluma de halcón.

El martillo tenía una masa de aproximadamente \(1.32\,\text{kg}\). La pluma, alrededor de \(0.03\,\text{kg}\).

Los soltó simultáneamente.

Y los dos llegaron prácticamente al mismo tiempo a la superficie lunar.

Experimento de caída del martillo y la pluma realizado por David Scott durante la misión Apollo 15.
Apollo 15: un martillo y una pluma caen prácticamente juntos en la Luna, donde la resistencia atmosférica es despreciable. Fuente: Wikipedia
La Luna elimina la pieza que confundía el experimento

Allí prácticamente no hay atmósfera. Sin aire frenando especialmente a la pluma, podemos observar casi directamente la caída gravitatoria.

▶ Repite Apollo 15 en la simulación

Selecciona Luna, activa Comparar (2 bolas) y elige pluma y yunque.

Mantén resistencia 0 %. Activa los cronómetros, el rastro y las gráficas.

Comprueba tres cosas: si llegan juntos, si tienen la misma velocidad y si sus gráficas se superponen.

🎯 Y ahora vuelve a poner el aire

Mantén los mismos objetos. Mantén la misma altura. Cambia únicamente la resistencia del fluido.

La pluma y el yunque dejan de comportarse igual.

Pero la gravedad sigue siendo la misma. Así que la siguiente pregunta aparece sola:

¿qué está haciendo el aire para cambiar tanto la caída?

💨

Resistencia del aire: cuándo la caída deja de ser un MRUA

La gravedad sigue actuando, pero la aceleración ya no permanece constante.
⌄

Volvamos a la pluma.

En la Luna cae prácticamente como el martillo. En la Tierra parece flotar.

La diferencia no está en la gravedad.

Está en el medio por el que se mueve.

Justo al soltar el objeto

En el instante inicial:

$$ v=0 $$

Y si la resistencia depende de la velocidad, en ese momento también es nula o muy pequeña.

Por eso al comienzo de la caída la aceleración puede ser muy próxima a la gravitatoria.

$$ |a|\approx g $$

El objeto empieza a ganar velocidad

Aquí cambia la historia.

Cuanto más rápido se mueve el objeto respecto al aire, mayor puede hacerse la resistencia.

La gravedad continúa acelerándolo hacia abajo, pero el aire empieza a oponerse cada vez con más fuerza.

El objeto continúa ganando rapidez, aunque cada vez lo hace más lentamente.

Por eso ya no podemos escribir durante toda la caída:

$$ a=-g=\text{constante} $$
Puedes descubrirlo mirando las gráficas

Sin aire, \(v(t)\) es una recta.

Cuando añadimos resistencia, la curva empieza a doblarse: la velocidad continúa aumentando, pero cada vez menos.

Al mismo tiempo, el módulo de la aceleración va disminuyendo.

▶ Haz que la gráfica te cuente lo que está ocurriendo

Elige una pelota de ping-pong y una altura grande.

Haz primero la caída con resistencia 0 %. Observa \(v(t)\) y \(a(t)\).

Después aumenta considerablemente la resistencia sin cambiar planeta, altura ni objeto.

Repite.

Busca el instante en el que la velocidad continúa creciendo, pero lo hace cada vez más despacio.

Si damos suficiente tiempo al movimiento, podemos llegar a una situación todavía más interesante.

La velocidad puede acercarse a un valor que prácticamente deja de cambiar.

Es la velocidad límite.

→|

Velocidad límite: por qué un paracaidista no acelera para siempre

El aire responde al aumento de velocidad hasta que la aceleración puede desaparecer.
⌄

Imagina ahora a un paracaidista justo después de abandonar el avión.

Al principio su velocidad vertical es pequeña. La resistencia del aire también.

La gravedad domina y el paracaidista acelera.

Un segundo después va más rápido. Después todavía más.

Pero el aire no permanece indiferente.

Cuanto mayor es la rapidez, mayor puede hacerse la resistencia.

$$ \text{peso hacia abajo} \qquad mg $$
$$ \text{resistencia hacia arriba} \qquad F_d $$

Al principio:

$$ mg>F_d $$

Hay una fuerza resultante hacia abajo. Por eso sigue aumentando la rapidez.

Pero \(F_d\) aumenta a medida que aumenta la velocidad.

Puede llegar un instante en el que:

$$ \boxed{ mg=F_d } $$

Las dos contribuciones se compensan.

$$ F_{\text{resultante}}=0 $$

Y como:

$$ F_{\text{resultante}}=ma $$

entonces:

$$ \boxed{a=0} $$
Aceleración cero no significa velocidad cero

El paracaidista no se queda suspendido.

Sigue cayendo.

Lo que deja de cambiar es su velocidad. Se mueve aproximadamente con rapidez constante.

Esa rapidez es la velocidad límite

La gravedad no ha desaparecido.

Sigue actuando, pero la resistencia del aire ha crecido hasta compensar su efecto.

Modelo lineal: cuando la resistencia crece proporcionalmente a \(v\)

Empecemos por el modelo más sencillo.

Suponemos que la fuerza de resistencia es proporcional a la rapidez:

$$ F_d=kv $$
Fd Fuerza de resistencia del fluido, medida en N.
k Constante de resistencia lineal. Cuanto mayor sea \(k\), más intensa será la oposición del medio para una misma velocidad.
v Rapidez del objeto respecto al fluido, en m/s.

Este modelo dice algo muy concreto: si duplicamos la rapidez, duplicamos la resistencia.

$$ v\rightarrow2v \qquad\Longrightarrow\qquad F_d\rightarrow2F_d $$

Deducimos la velocidad límite lineal

No hace falta memorizar la fórmula. Solo necesitamos recordar qué significa llegar a la velocidad límite.

En ese instante:

$$ mg=F_d $$

Como en este modelo:

$$ F_d=kv_t $$

sustituimos:

$$ mg=kv_t $$

Dividimos entre \(k\):

$$ \boxed{ v_t=\frac{mg}{k} } $$
vₜ Velocidad límite, en m/s.
m Masa del objeto, en kg.
g Aceleración gravitatoria, en m/s².
k Constante de resistencia lineal, con unidades de kg/s.
Lee la ecuación

Si \(k\) aumenta, la velocidad límite disminuye.

Si aumenta la masa manteniendo lo demás igual, la velocidad límite aumenta.

No son reglas nuevas: salen directamente de \(v_t=mg/k\).

Modelo cuadrático: cuando la resistencia crece con \(v^2\)

Para muchos objetos moviéndose por el aire a velocidades apreciables necesitamos un modelo más realista.

$$ F_d= \frac12 \rho C_d A v^2 $$

Ahora la velocidad aparece al cuadrado.

Eso cambia mucho las cosas.

Si duplicamos la rapidez:

$$ (2v)^2=4v^2 $$

Por tanto, manteniendo todo lo demás igual:

$$ \boxed{ v\rightarrow2v \quad\Longrightarrow\quad F_d\rightarrow4F_d } $$

La resistencia puede crecer muy deprisa cuando aumenta la velocidad.

ρ Densidad del fluido, en kg/m³. Cuanto más denso sea el fluido, mayor será la resistencia para las mismas condiciones.
Cd Coeficiente de arrastre. No tiene unidades y recoge cómo influye la geometría del objeto y el flujo alrededor de él.
A Área frontal que el objeto presenta al movimiento, medida en m².
v Rapidez relativa entre el objeto y el fluido, en m/s.

\(C_d\): la forma del objeto sí importa cuando aparece el aire

Volvamos a la pluma y al yunque.

En el vacío su masa no cambia la aceleración de caída.

Pero dentro del aire ya no basta con preguntar cuánto pesa un objeto.

También debemos preguntarnos: ¿cómo atraviesa el aire?

Una forma aerodinámica permite que el flujo pase alrededor de ella de manera distinta a una forma ancha, irregular o poco aerodinámica.

Parte de esa diferencia aparece representada mediante el coeficiente de arrastre \(C_d\).

Pero no es el único término.

También importa \(A\): el área frontal que ofrecemos al aire.

Piensa en un paracaídas

El paracaidista abre el paracaídas y su masa cambia muy poco.

La gravedad tampoco cambia.

Lo que cambia brutalmente es la interacción con el aire: aumenta muchísimo el área efectiva \(A\) y cambia el comportamiento aerodinámico del conjunto.

La resistencia aumenta y la nueva velocidad límite es mucho menor.

Deducimos la velocidad límite cuadrática

La idea física es exactamente la misma que antes.

En la velocidad límite:

$$ mg=F_d $$

Pero ahora:

$$ F_d= \frac12\rho C_d A v_t^2 $$

Sustituimos:

$$ mg= \frac12\rho C_d A v_t^2 $$

Multiplicamos por 2:

$$ 2mg= \rho C_d A v_t^2 $$

Dividimos entre \(\rho C_d A\):

$$ v_t^2= \frac{2mg} {\rho C_d A} $$

Y finalmente tomamos la raíz:

$$ \boxed{ v_t= \sqrt{ \frac{2mg} {\rho C_d A} } } $$
La fórmula cuenta una historia

Si aumenta \(A\), la velocidad límite disminuye.

Si aumenta \(C_d\), también disminuye.

Si aumenta la densidad \(\rho\), vuelve a disminuir.

Y si aumenta la masa manteniendo todo lo demás constante, la velocidad límite aumenta.

Felix Baumgartner: caer donde casi no hay aire

Ahora imagina llevar esta idea al extremo.

En 2012, Felix Baumgartner saltó desde la estratosfera, a casi 39 km de altitud.

Allí arriba la atmósfera es extremadamente poco densa.

Vuelve a mirar la expresión:

$$ F_d= \frac12 \rho C_d A v^2 $$

En las capas altas de la atmósfera, \(\rho\) es mucho menor que cerca del suelo.

Eso significa que, para una misma velocidad, la resistencia puede ser mucho menor.

Baumgartner pudo seguir acelerando hasta superar la velocidad del sonido durante la caída.

Pero mientras descendía entraba en aire progresivamente más denso.

$$ \rho\uparrow \qquad\Longrightarrow\qquad F_d\uparrow $$

La atmósfera empezaba a frenar cada vez con más intensidad.

Una velocidad límite no siempre tiene por qué ser un número fijo durante toda la caída

La expresión de \(v_t\) depende de las condiciones del medio.

Si cambia la densidad del aire, cambia también la velocidad para la que peso y resistencia se equilibran.

La atmósfera terrestre no tiene la misma densidad a 39 km de altura que cerca del suelo.

Caída ideal frente a una caída con velocidad límite
Sin resistencia, la rapidez continúa aumentando linealmente. Con resistencia, el crecimiento se frena y la velocidad se aproxima progresivamente a un valor límite.
Antes de volver a la simulación

Si aumentamos la resistencia del fluido, ¿esperas una velocidad límite mayor o menor?

¿Crees que el objeto tardará más o menos tiempo en acercarse a ella?

Intenta justificarlo utilizando las ecuaciones, no solo la intuición.

▶ Busca la velocidad límite en la simulación

Utiliza una altura grande para dar tiempo al movimiento a evolucionar.

Activa una resistencia apreciable y muestra las gráficas \(v(t)\) y \(a(t)\).

La señal que buscas no es simplemente que el objeto vaya muy rápido.

Busca una velocidad que empieza a estabilizarse mientras la aceleración se acerca progresivamente a cero.

🎯 Bachillerato: modelo lineal frente a modelo cuadrático

Mantén el mismo objeto, planeta, altura y nivel de resistencia.

Realiza una caída con el modelo lineal y otra con el cuadrático.

Compara \(v(t)\) y \(a(t)\).

No te limites a decir que las curvas son diferentes. Utiliza:

$$ F_d=kv $$

y:

$$ F_d= \frac12\rho C_dAv^2 $$

para explicar por qué los dos modelos no pueden producir exactamente la misma evolución.

👨‍🏫 Una secuencia sencilla para trabajar con la simulación de caída libre en el aula

No necesitas abrir todos los controles desde el principio. Puedes construir el concepto poco a poco y dejar que cada nueva representación responda a una pregunta que ya haya aparecido.

Preguntas para abrir la discusión
  • ¿Cómo puedes saber que un objeto acelera mirando únicamente su rastro?
  • Si la aceleración es constante, ¿por qué la gráfica posición-tiempo es curva?
  • Si duplicamos la altura, ¿se duplica el tiempo de caída?
  • ¿Por qué la pluma y el yunque tienen las mismas ecuaciones cuando eliminamos el aire?
  • ¿Qué cambia físicamente cuando volvemos a introducir resistencia del fluido?
  • ¿Cómo reconocerías una velocidad límite sin conocer su valor?
  • ¿Por qué abrir un paracaídas reduce tanto la velocidad límite si la gravedad prácticamente no cambia?
Haz posible la próxima simulación

¿Te ha servido esta simulación? Ayúdanos a crear la siguiente.

Detrás de cada simulación hay ciencia, código y muchas horas de trabajo. Tu apoyo nos ayuda a crear nuevas herramientas y prácticas que puedas llevar a tus clases.

Tú puedes impulsar la próxima
Aportación segura con PayPal · Tú eliges cuánto Conoce nuestra historia y a los mecenas ↗
Sigue aprendiendo

Más simulaciones de Cinemática

Explora otros fenómenos, cambia variables y sigue experimentando con AulaQuest.

Simulador de Composición de Movimientos Simulación interactiva
Cinemática

Simulador de Composición de Movimientos

Física · Cinemática Simulador de Composición de movimientos AulaQuest Física Cinemática Simulador de Composición de Movimientos Composición de…

Explorar simulación
Simulador de péndulo simple avanzado Simulación interactiva
Cinemática

Simulador de péndulo simple avanzado

Simulador avanzado del péndulo simple diseñado para el aula. Demuestra visualmente las limitaciones del MAS frente a la…

Explorar simulación
Simulador de Tiro Parabólico Simulación interactiva
Cinemática

Simulador de Tiro Parabólico

Domina la física con nuestro simulador y calculadora de tiro parabólico interactivo. Experimenta con el movimiento de proyectiles,…

Explorar simulación
Simulador de Tiro Vertical Online Simulación interactiva
Cinemática

Simulador de Tiro Vertical Online

Física · Cinemática Simulador de Tiro Vertical Online AulaQuest Física Cinemática Simulador de Tiro Vertical Teoría del tiro…

Explorar simulación
Ver más de Cinemática →
AulaQuest

Sigue explorando simulaciones interactivas de ciencias

Descubre simuladores educativos de Física, Química y Matemáticas para experimentar con variables, observar fenómenos, interpretar gráficas y comprender conceptos de forma visual.

Explorar simulaciones →
Explora por materia Física → Química → Matemáticas →
© 2026 AulaQuest by Jose Luis Bernal | Legal
Al utilizar AulaQuest, aceptas nuestra Política de Privacidad y las Condiciones de Uso | Cookies
aulaquest logo
Gestionar consentimiento

Para mejorar tu experiencia en AulaQuest usamos tecnologías como las cookies, que nos ayudan a entender cómo navegas y a ofrecerte contenidos más útiles.
Dar tu consentimiento nos permite procesar datos como tu comportamiento de navegación o identificadores únicos en este sitio.
Si no das tu consentimiento, algunas funciones pueden verse limitadas.

Funcional Siempre activo
El almacenamiento o acceso técnico es estrictamente necesario para el propósito legítimo de permitir el uso de un servicio específico explícitamente solicitado por el abonado o usuario, o con el único propósito de llevar a cabo la transmisión de una comunicación a través de una red de comunicaciones electrónicas.
Preferencias
El almacenamiento o acceso técnico es necesario para la finalidad legítima de almacenar preferencias no solicitadas por el abonado o usuario.
Estadísticas
El almacenamiento o acceso técnico que es utilizado exclusivamente con fines estadísticos. El almacenamiento o acceso técnico que se utiliza exclusivamente con fines estadísticos anónimos. Sin un requerimiento, el cumplimiento voluntario por parte de tu Proveedor de servicios de Internet, o los registros adicionales de un tercero, la información almacenada o recuperada sólo para este propósito no se puede utilizar para identificarte.
Marketing
El almacenamiento o acceso técnico es necesario para crear perfiles de usuario para enviar publicidad, o para rastrear al usuario en una web o en varias web con fines de marketing similares.
  • Administrar opciones
  • Gestionar los servicios
  • Gestionar {vendor_count} proveedores
  • Leer más sobre estos propósitos
Ver preferencias
  • {title}
  • {title}
  • {title}
aulaquest logo
Gestionar consentimiento
Para ofrecer las mejores experiencias, utilizamos tecnologías como las cookies para almacenar y/o acceder a la información del dispositivo. El consentimiento de estas tecnologías nos permitirá procesar datos como el comportamiento de navegación o las identificaciones únicas en este sitio. No consentir o retirar el consentimiento, puede afectar negativamente a ciertas características y funciones.
Funcional Siempre activo
El almacenamiento o acceso técnico es estrictamente necesario para el propósito legítimo de permitir el uso de un servicio específico explícitamente solicitado por el abonado o usuario, o con el único propósito de llevar a cabo la transmisión de una comunicación a través de una red de comunicaciones electrónicas.
Preferencias
El almacenamiento o acceso técnico es necesario para la finalidad legítima de almacenar preferencias no solicitadas por el abonado o usuario.
Estadísticas
El almacenamiento o acceso técnico que es utilizado exclusivamente con fines estadísticos. El almacenamiento o acceso técnico que se utiliza exclusivamente con fines estadísticos anónimos. Sin un requerimiento, el cumplimiento voluntario por parte de tu Proveedor de servicios de Internet, o los registros adicionales de un tercero, la información almacenada o recuperada sólo para este propósito no se puede utilizar para identificarte.
Marketing
El almacenamiento o acceso técnico es necesario para crear perfiles de usuario para enviar publicidad, o para rastrear al usuario en una web o en varias web con fines de marketing similares.
  • Administrar opciones
  • Gestionar los servicios
  • Gestionar {vendor_count} proveedores
  • Leer más sobre estos propósitos
Ver preferencias
  • {title}
  • {title}
  • {title}
  • Simulaciones
    • Física
    • Matemáticas
    • Química
  • Sobre Aulaquest
  • Contacto
  • ❤️ Apoya AulaQuest
  • blog |
  • Español
  • English
  • Acceso:Profes