¿La resistencia del aire aumenta la velocidad de un objeto que cae?

Question

Acabo de ver un experimento en el que un objeto pesado (bola de bolos) y un objeto ligero (pluma) se dejan caer en el vacío y ambos caen a la misma velocidad (casi como en un vídeo a cámara lenta) y llegan al fondo al mismo tiempo. Pero cuando los mismos dos objetos se dejan caer en un entorno sin vacío, la bola toca el suelo inmediatamente mientras que la pluma no ha recorrido ni la mitad de la distancia. Sé que esto está relacionado de alguna manera con la resistencia del aire y la velocidad terminal, y que la resistencia del aire reduce la aceleración de la pelota a cero, pero lo que no entiendo es por qué la resistencia del aire ayuda a aumentar la velocidad de la pelota. ¿No es un tipo de resistencia? ¿Es que en el experimento del vacío, la pelota llega al suelo muy rápido y sólo el vídeo está en cámara lenta?

Pensaba añadir también el enlace del vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=E43-CfukEgs

Answer 1

Bueno, el experimento fue obviamente filmado a una velocidad más lenta o mostrado a una velocidad más lenta. Tanto la pluma como la pelota deberían acelerar a alrededor de $9.8~\mathrm{m/s^2}$ y sus velocidades serán las mismas en todo momento. Cuando hay aire, la pluma cae a una velocidad mucho más lenta que la pelota. La resistencia del aire disminuirá la aceleración de ambos, pero su efecto será mucho mayor en la pluma.

Answer 2

En realidad, para empezar, tenías razón, @Crusaderpyro, en tu pregunta, que al aumentar la velocidad de un objeto que cae, aumenta su resistencia al aire. La razón es que a medida que el objeto cae más rápido, se encuentra con más y más moléculas de aire por cantidad de tiempo. Esto se manifestará como un aumento de la resistencia del aire. Sin embargo, también tenemos que incluir el factor de la masa en la ecuación. Como la pelota tiene más masa y menos superficie, aunque también experimenta más resistencia del aire, se verá más afectada por la gravedad y llegará al suelo antes que la pluma, que tiene muy poca masa y más superficie y, por tanto, se ve menos afectada por la gravedad. Ambos comienzan a acelerar a 9,8 m/s2, pero la pluma se ve frenada por la resistencia del aire mucho más, como se puede ver en la primera parte del vídeo, debido a su pequeña masa y gran superficie. Por supuesto, han ralentizado el vídeo en la segunda parte, o la acción habría terminado en una fracción de segundo. (Se puede ver esto en el final del vídeo cuando empiezan a caer rápidamente juntos antes de que la película se ralentice). Pero el punto principal era mostrar que, una vez eliminado el aire y por tanto la resistencia del aire, la pelota y la pluma caerán a la misma velocidad.