FÍSICA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD
Félix Baumgartner: una caída libre estratosférica
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Unidad 10
El 14 de octubre de 2012, el paracaidista acrobático austriaco
Felix Baumgartner ascendió hasta una altura de 39 000 m en
un globo estratosférico y saltó en caída libre hacia la superficie
terrestre, alcanzando durante un tiempo una velocidad supersó-
nica. El descenso fue seguido por primera vez por satélites, gra-
cias a los aparatos de GPS que Baumgartner llevaba en su traje,
lo cual permitió obtener datos de gran precisión sobre el salto.
La Federación Aeronáutica Internacional convalidó tres records:
el de máxima altura de salto (38969,4 m), el de máxima velo-
cidad vertical sin aparatos de estabilización (1357,6 km/h) y el
de máxima distancia vertical en caída libre (36402,6 m). De ese
modo, Baumgartner superaba la marca que hasta ese momento
ostentaba Joe Kittinger, que en 1960 saltó desde una altura de
31333 m.
Pocos momentos antes del salto de Baumgartner, una radiosonda ascendió hasta
unos 39600 m para recoger los datos de temperatura y presión en función de la
altura. De este modo pudieron determinarse los valores de la velocidad del sonido,
así como trazarse el perfil de velocidad límite de caída a distintas altitudes. El valor
de la velocidad del sonido es función de la temperatura atmosférica, mientras que la
velocidad límite de caída se alcanza cuando se produce el equilibrio entre la fuerza
gravitatoria, responsable del descenso, y la fuerza de fricción con el aire.
La fuerza de fricción con el aire, a las velocidades de caída de Baumgartner, es
proporcional al cuadrado de la velocidad, y puede escribirse, en función de varios
factores, de la siguiente manera:
F
R
=
−
1
2
CS
ρ
(
h
)
v
2
Donde
F
R
es la fuerza de fricción con el aire,
C
el coeficiente de fricción,
S
la máxi-
ma superficie de contacto, perpendicular al vector velocidad (sección eficaz),
ρ
la
densidad del aire (variable con la altura) y
v
la velocidad. De ese modo, al aumentar
la velocidad lo hace también la fuerza de fricción, lo que explica que se alcance una
velocidad límite en la caída.
Felix Baumgartner alcanzó la velocidad del sonido (Mach 1) a los 34 s de caída, cuan-
do se encontraba a 33446 m de altura, y la superó hasta lograr el máximo valor de
Mach, 1,25, a los 50 s y a una altitud de 27833 m. A partir de ese punto, comenzó
una desaceleración, hasta que la velocidad volvió al nivel subsónico a los 64 s y a
22960,7 m.
Baumgartner permaneció en caída libre ¡durante 4 minutos y 20 segundos!
Análisis
1
Si la velocidad récord fue de Mach 1,25, teniendo en cuenta los valores mostra-
dos en el texto, deduce la velocidad del sonido a la altura a la que se produjo el
récord.
2
A la vista de la gráfica de la figura 10.36, ¿durante cuánto tiempo superó Felix
Baumgartner la velocidad del sonido?
3
¿Por qué crees que disminuye la velocidad de caída a partir de cierto tiempo?
Propuesta de investigación
4
Busca información sobre la dependencia de la velocidad del sonido con la tem-
peratura en un gas, y trata de relacionarla con la curva de temperatura en las
distintas capas atmosféricas.
Figura 10.35.
Felix Baumgartner realizando el salto desde 39000 m.
Figura 10.36.
Gráfica de velocidad y aceleración
en función del tiempo de caída. F
uente
:
JM Colino
et al.
Eur J Phys
2013; 34:841-48.
400
300
200
100
0
8
4
0
–4
–8
50 100 150 200 250
(a)
(b)
v
de caída teórica
v
Felix
v
del sonido
sobsónica 2
apertura de
paracaídas
sobsónica 1
tiempo (s)
aceleración (m/s
2
)
velocidad (m/s)
