La leyenda de Galileo

Después de hablar sobre conceptos básicos de la Estática, orígenes y algunas aplicaciones de la misma, ahora escribiré un poco sobre el famosísimo experimento del gran italiano Galileo Galilei referente a la fuerza de gravedad, que si bien es considerado como un relato fantasioso contado por uno de sus estudiantes, planteó las bases para el estudio de dicha fuerza.

Galileo Galilei

A todos nos enseñaron en la escuela que todos los cuerpos caen con la misma aceleración, independientemente de su peso. Lo cual es debido a que la fuerza ejercida por la gravedad es directamente proporcional a la masa del cuerpo. Un cuerpo con el doble de masa que otro, será atraído con el doble de fuerza, pero como la aceleración producida es igual a la fuerza divida entre la masa, nos quedaría que es la misma para todos los objetos. De hecho, en la escuela también nos enseñaron que esa aceleración a nivel del mar es de 9.8 m/s² y se conoce normalmente como  gravedad, fuerza gravitatoria o gravitacional y que se representa con la letra g.

Y ciertamente todo lo anterior es correcto, pues a través de los años se ha comprobado mediante experimentos y cálculos. Sin embargo, con esto me pregunto: 

¿Quién fue tan inteligente como para cuestionarse sobre dicha fuerza de gravedad y darse a la tarea de descubrirla? Creo que fueron múltiples las personas que a través del tiempo trataron de darle solución a esta incógnita, pero fue el señor Galileo quien logró solucionarla. Y aunque digan que Newton pudo traducirla al complejo lenguaje de las matemáticas y que Einstein demostró que su fórmula era la más fregona, quien les dejó todo servidito fue el italiano.

Galileo en la Torre de Pisa

Ahora bien, ¿Cómo le hizo Galileo para descubrir la gravedad? La leyenda cuenta que Galileo subió a lo alto de la Torre de Pisa y dejó caer bolas del mismo tamaño pero de diferente material: balas de cañón, balas de mosquetón, oro, plata y madera. Y comprobó que todos los objetos cayeron al suelo al mismo tiempo.
 Se cuenta también que Galileo realizó este experimento cuando los aristotélicos (científicos y/o filósofos que consideraban como la ley todo lo dicho y hecho por Aristóteles) transitaban por la plaza, para que observaran que su dios Aristóteles estaba en un error, pues él consideraba que los cuerpos más pesados de una materia específica caen de forma más rápida que aquellos que son más ligeros cuando sus formas son iguales.

PERO… ¿Por qué si repetimos el experimento no ocurre lo que Galileo dijo? Y si no me creen háganlo ustedes mismo y verán que cae primero el cuerpo de mayor masa. Y es que a pesar de que la gravedad imprime la misma aceleración a todos los cuerpos, éstos no caen a la misma velocidad. 

¿Pero no es eso una contradicción con las leyes de la física? Pues no, porque la gravedad no es la única fuerza sobre un cuerpo en caída libre. Existe otra fuerza muy importante que se opone a la caída, y es el muy mencionado rozamiento del aire.

Todos hemos hecho problemas de caída libre en las clases de física, o del famoso tiro parabólico Y siempre, el enunciado del problema decía lo mismo: "considerando el rozamiento del aire despreciable" que básicamente quiere decir, suponer que la fuerza de la gravedad es la única fuerza existente. Este planteamiento es bastante lógico desde un punto de vista pedagógico. Si nos están enseñando la fuerza de la gravedad, pues los problemas deberían basarse exclusivamente en eso. Pero en el mundo real, el rozamiento del aire no es nada despreciable. Es la fuerza debida al rozamiento del aire la que hace que un paracaídas funcione. Es el rozamiento del aire el que hace que la mayoría de los meteoritos se desintegren antes de tocar el suelo, y el que hace que los transbordadores espaciales se calienten tanto al pasar por la atmósfera terrestre. Es el aire el que produce la fuerza de sustentación de un avión, o el que permite que un helicóptero se mantenga flotando. Así que su efecto no es en absoluto despreciable.
Imaginemos que tenemos dos bolas del mismo tamaño, una de plomo y otra de plástico, y las dejamos caer desde cierta altura. En el instante en que las soltamos, la única fuerza que actúa sobre ellas es la gravedad, por lo que sufrirán la misma aceleración (los famosos 9.8 m/s² ), y caerán a la par. Pero desde el momento en que empiezan a caer, aparece la fuerza de rozamiento del aire, que se opone al movimiento de caída. Al principio, como caen a la misma velocidad, la fuerza será igual para ambas. Pero como la aceleración es igual a la fuerza dividida entre la masa, la aceleración (desaceleración, más bien) debida al rozamiento del aire será menor en la bola de plomo que en la de plástico. Por lo que el efecto del rozamiento del aire frena más a la bola de plástico que a la de plomo, y por lo tanto esta última llegará antes al suelo.

Entonces, ¿Cómo fue posible que Galileo haya afirmado que todos los objetos caían al mismo tiempo? Lo único que se me ocurre es que realizó su experimento en una cámara de vacío, en la Luna o en sus sueños. Y considerando la tecnología de ese entonces lo dudo mucho, además ni cronómetros tenían como para verificar el tiempo exacto. No creo que se haya apoyado de algún reloj de arena o de sol o de su propio conteo, pues los resultados no podrían haber sido tan precisos.

Por eso mis queridos lectores, es una simple leyenda sostenida con bastantes conocimientos y de la cual varios científicos se basaron para sus investigaciones.