El 14 de octubre de 2012, el austriaco Felix Baumgartner ascendió a 39.000 metros en un globo estratosférico y saltó en caída libre alcanzando una velocidad supersónica. Durante su salto, su posición fue medida por un GPS situado en su pecho. Los resultados están publicados y pueden ser utilizados por los docentes interesados en mostrar este ejemplo a sus alumnos. La velocidad máxima de Baumgartner fue de 1357,6 km/h (Mach 1,25) y su caída libre duró 4 minutos y 20 segundos. Los profesores interesados en un poco de ayuda a la hora de incorporar este ejercicio en sus clases disfrutarán con el artículo de los españoles José M. Colino y Antonio J. Barbero, ambos de la Univ. de Castilla-La Mancha, «Quantitative model of record stratospheric freefall,» Eur. J. Phys. 34: 841–848, 22 Apr 2013.
La figura que abre esta entrada muestra la velocidad de Baumgartner como función del tiempo de caída a partir de un modelo teórico sencillo (curva negra) y los resultados del GPS (circulitos verdes); la velocidad del sonido se muestra en la curva roja, indicando dónde la caída de Baumgartner fue supersónica. También se muestra la aceleración en función del tiempo calculada a partir de la velocidad. Y finalmente, la velocidad en función de la altura del modelo elemental de los autores (curva negra) comparada con las medidas del GPS (puntos rojos).
El salto de Felix Baumgartner fue peligroso por los efectos físicos y químicos que sufrió su organismo. Estuvo a punto de desmayarse cuando volaba a la máxima velocidad y llegó al suelo completamente agotado. A destacar que el vuelo, y la marca registrada, sólo fueron posibles porque el viento soplaba por debajo de los 10 km/hora y el cielo estaba limpio de nubes. Si el viento hubiese sido más fuerte y el trayecto hubiese estado cubierto por según qué tipos de nubes no habría batido la marca de velocidad y habría tardado más tiempo en tocar tierra. Eso sí, tal vez hubiese conseguido otros registros, pero a costa de haberse dado una paliza considerable.
A ver si puede alguien echar una mano
-Durante la subida la aceleración de Felix Baumgartner respecto de la cápsula como tenía que ser? negativa, positiva, al principio negativa y luego positiva… Y porqué?
-Al principio de la caía Felix pesaba más o menos? Y porqué?
-Cómo fue la aceleración(observada des de la superficie terrestre) de Felix Durante la caída libre? Y porqué?
-Durante la caída en paracaídas la velocidad de Felix Baumgartner respeto el tierra no varió (bajó a unos 5 m/s). Por lo tanto, la aceleración de Felix Baumgartner como tenía que ser?
Marc, son ejercicios que te ha puesto tu profesor de física. Piensa un poco. Tienes todas las respuestas en las figuras que acompañan mi entrada. Piensa y disfruta pensando. Así es como se contestan los problemas que te pone tu profesor de física.
En esto del salto de Felix me llama la atención un par de cosas, que quiero aclarar. 1ª me sorprende el nulo movimiento aparente de la cápsula desde la que se lanza. Parece más bien suspendida de una estructura que pendiente de un globo. 2ª Sabiendo que la superficie de la Tierra se desplaza a unos 1.600 km/hora en su rotación, querría saber la distancia entre el sitio desde donde despega, hasta el que cae con el paracaídas. Aparte de los posibles vientos cruzados que pueden haber desviado tanto el globo como el trayecto de caída de Félix, entre la subida y la bajada debe haber habido un desplazamiento de la superficie de la Tierra con respecto a la cápsula debido a la rotación de la Tierra de 1.600 km en una hora. 26,6 km en un minuto. Aprox. 100 km en 4 minutos de caída. A esto habría que sumar ell tiempo de subida, que ignoro cuánto duró… De modo que podría haber una distancia de hasta 1000 km, y que no sé dónde se ha registrado este dato… ¿Me lo puede aclarar alguien? También no me explico cómo ha podido alcanzar la velocidad de 1.300 km/hora. No parece muy aerodinámica su figura con el traje, ¿no?
Hay algunas asunciones incorrectas en tu mensaje.
La Tierra no se desplaza a 1600 km/h en rotación. Esa velocidad depende de la latitud. Pero los objetos que hay en ella también se desplazan a la misma velocidad, que no pierden por el hecho de separarse del suelo. Si saltas, ¿cuánto rato estás separado del suelo? ¿1 segundo? A 1600 km/h, eso es casi medio metro. ¿Y los saltadores de altura, pértiga o trampolín? Ellos no perciben que el suelo se mueva. Algo falla.
La cápsula parece estática porque a aquella altura, la densidad de la atmósfera es muy baja, y apenas hay viento. Por eso la velocidad alcanzada es tan alta. En ausencia de atmósfera, una bola y una pluma caen igual.
La Tierra gira a unos 1600 Km/h pero con toda la atmósfera. Sino, diríamos que la atmosfera va a 1600 Km/h en sentido contrario y no es así.