LA BELLEZA DE LA FÍSICA: "ROZO, LUEGO DISFRUTO"
Todo el mundo
sabe, que cuando se arrastra un objeto -por ejemplo, una mesa- por el
suelo, el rozamiento entre las patas de la mesa y el suelo genera una
fuerza que se opone a la que nosotros ejercemos sobre el objeto para
que se desplace.
En muchas ocasiones, los enunciados de los problemas que los libros o profesores proponen a los estudiantes concluyen diciendo: “despreciar la fuerza de rozamiento con el suelo”, y prácticamente, nunca se hace referencia a la fricción que ejerce el aire sobre los objetos en movimiento. Pensamos que un medio tan sutil y delicado como el aire, no puede dificultar el avance de las cosas.
Estudios realizados por físicos han demostrado que una bala lanzada desde la superficie de nuestro planeta, supuesto sin atmósfera, disparada en tiro inclinado de 45 grados, describiría un arco que alcanzaría una altura de 10 km y tendría un alcance horizontal de 40 km, mientras que en realidad, ese mismo lanzamiento debido al freno que le ejerce el aire sólo se eleva unos 900 metros y cae sobre el suelo a unos 4 km. Es decir, el aire resta al avance del proyectil nada menos que 36 km de los 40 que debería alcanzar si no hubiera atmósfera. Con esta depreciación estamos cometiendo un error ¡del 90 por ciento!. El gasto de energía que consume un coche lo invierte casi íntegramente en evitar el rozamiento del aire.
En 1918, durante la Primera Guerra Mundial, los artilleros alemanes descubrieron casualmente, que al disparar con un cañón de gran calibre y con un gran ángulo de elevación sobre el suelo -52º- , los proyectiles alcanzaban horizontalmente unos 40 km, más del doble de lo esperado teniendo en cuenta el rozamiento del aire. ¿Qué había pasado? . Las balas habían alcanzado la estratosfera, que contiene muy poca cantidad de gases, y por eso en la parte alta de su trayectoria, con apenas rozamiento, el avance fue espectacular . Aprovechando esta sorpresa se pusieron inmediatamente a construir cañones que lanzaran misiles que volaran por la segunda capa de la atmósfera y una vez construidos acribillaron París desde Alemania situada a 115 Km. Había comenzado, por desgracia, la “Artillería Moderna”.
Estos cañones pioneros de la “Guerra de las Galaxias” constaban de tubos de acero de 34 metros de largo por uno de grueso y pesaban 750 toneladas. Sus proyectiles medían un metro de largo, 21 centímetros de grosor y 120 kg de peso.
La carga de pólvora que necesitan era de 150 Kg y salían a una velocidad de 2 Km por segundo describiendo un arco que se metía en la estratosfera durante 2 minutos, e invirtiendo en total 3 minutos y medio desde Alemania a la capital francesa.
En la actualidad se están fabricando aviones, que, como estos misiles, viajarán una gran parte por la estratosfera para evitar el tremendo freno del aire de la capa inferior de la atmósfera (la troposfera). Se calcula que dentro de unos veinte años podremos permitirnos el lujo de montar en estos aviones, que por entonces serán comerciales, y largarnos a pasar un “finde” a Australia o Nueva Zelanda (nuestras antípodas) empleando menos de una hora, cuando en la actualidad se invierte un día y una noche.
Así pues, no tiene ningún sentido despreciar las fuerzas de fricción del aire, y por supuesto, mucho menos las del suelo en el arrastre de nuestra mesa.
Si introdujéramos en una habitación de la que hubiéramos extraído el aire, un pájaro (equipado con una bombonita de plástico llena de oxígeno, para que pudiera respirar) y preguntáramos a la gente si podría volar, algunos pensarían que sí lo haría.
Sin embargo, el pájaro vuela gracias a la fuerza de rozamiento que el aire comunica a sus alas. Las aves empujan el aire hacia detrás y el aire las impulsa a ellas hacia adelante, siguiendo el “Principio de Acción y Reacción” descubierto por Newton. Sin aire, el pájaro no podría volar, y sin agua, el pez no podría nadar. Esto último lo comprendemos perfectamente, porque vemos el agua, mientras que el aire es invisible y a veces no somos consciente de sus vitales efectos.
Así pues, nadamos o andamos gracias a la fuerza de rozamiento del agua o del suelo, respectivamente en cada caso. Por tanto, podemos afirmar que unas fuerzas de fricción son las causas de los movimientos de los cuerpos, y otras, las culpables de que los objetos frenen y acaben por parar.
Si no fuera por estas importantísimas fuerzas no podríamos masticar, ni coger ninguna cosa, se nos escaparía todo de la mano como un pez resbaladizo. La vida sería imposible sin ellas pues están presente en todos nuestros actos, por sencillos o enrevesados que sean, y por supuesto son esenciales en los más íntimos, y resultan imprescindibles para la reproducción de las especies.
Podemos, entonces, concluir acordando que no nos conviene infravalorar estas fuerzas y permitirnos parafrasear al sabio Descartes con una sentencia más divertida que la suya: “rozo, luego existo”, o incluso con esta otra más atrevida: “rozo, luego disfruto”.
En muchas ocasiones, los enunciados de los problemas que los libros o profesores proponen a los estudiantes concluyen diciendo: “despreciar la fuerza de rozamiento con el suelo”, y prácticamente, nunca se hace referencia a la fricción que ejerce el aire sobre los objetos en movimiento. Pensamos que un medio tan sutil y delicado como el aire, no puede dificultar el avance de las cosas.
Estudios realizados por físicos han demostrado que una bala lanzada desde la superficie de nuestro planeta, supuesto sin atmósfera, disparada en tiro inclinado de 45 grados, describiría un arco que alcanzaría una altura de 10 km y tendría un alcance horizontal de 40 km, mientras que en realidad, ese mismo lanzamiento debido al freno que le ejerce el aire sólo se eleva unos 900 metros y cae sobre el suelo a unos 4 km. Es decir, el aire resta al avance del proyectil nada menos que 36 km de los 40 que debería alcanzar si no hubiera atmósfera. Con esta depreciación estamos cometiendo un error ¡del 90 por ciento!. El gasto de energía que consume un coche lo invierte casi íntegramente en evitar el rozamiento del aire.
En 1918, durante la Primera Guerra Mundial, los artilleros alemanes descubrieron casualmente, que al disparar con un cañón de gran calibre y con un gran ángulo de elevación sobre el suelo -52º- , los proyectiles alcanzaban horizontalmente unos 40 km, más del doble de lo esperado teniendo en cuenta el rozamiento del aire. ¿Qué había pasado? . Las balas habían alcanzado la estratosfera, que contiene muy poca cantidad de gases, y por eso en la parte alta de su trayectoria, con apenas rozamiento, el avance fue espectacular . Aprovechando esta sorpresa se pusieron inmediatamente a construir cañones que lanzaran misiles que volaran por la segunda capa de la atmósfera y una vez construidos acribillaron París desde Alemania situada a 115 Km. Había comenzado, por desgracia, la “Artillería Moderna”.
Estos cañones pioneros de la “Guerra de las Galaxias” constaban de tubos de acero de 34 metros de largo por uno de grueso y pesaban 750 toneladas. Sus proyectiles medían un metro de largo, 21 centímetros de grosor y 120 kg de peso.
La carga de pólvora que necesitan era de 150 Kg y salían a una velocidad de 2 Km por segundo describiendo un arco que se metía en la estratosfera durante 2 minutos, e invirtiendo en total 3 minutos y medio desde Alemania a la capital francesa.
En la actualidad se están fabricando aviones, que, como estos misiles, viajarán una gran parte por la estratosfera para evitar el tremendo freno del aire de la capa inferior de la atmósfera (la troposfera). Se calcula que dentro de unos veinte años podremos permitirnos el lujo de montar en estos aviones, que por entonces serán comerciales, y largarnos a pasar un “finde” a Australia o Nueva Zelanda (nuestras antípodas) empleando menos de una hora, cuando en la actualidad se invierte un día y una noche.
Así pues, no tiene ningún sentido despreciar las fuerzas de fricción del aire, y por supuesto, mucho menos las del suelo en el arrastre de nuestra mesa.
Si introdujéramos en una habitación de la que hubiéramos extraído el aire, un pájaro (equipado con una bombonita de plástico llena de oxígeno, para que pudiera respirar) y preguntáramos a la gente si podría volar, algunos pensarían que sí lo haría.
Sin embargo, el pájaro vuela gracias a la fuerza de rozamiento que el aire comunica a sus alas. Las aves empujan el aire hacia detrás y el aire las impulsa a ellas hacia adelante, siguiendo el “Principio de Acción y Reacción” descubierto por Newton. Sin aire, el pájaro no podría volar, y sin agua, el pez no podría nadar. Esto último lo comprendemos perfectamente, porque vemos el agua, mientras que el aire es invisible y a veces no somos consciente de sus vitales efectos.
Así pues, nadamos o andamos gracias a la fuerza de rozamiento del agua o del suelo, respectivamente en cada caso. Por tanto, podemos afirmar que unas fuerzas de fricción son las causas de los movimientos de los cuerpos, y otras, las culpables de que los objetos frenen y acaben por parar.
Si no fuera por estas importantísimas fuerzas no podríamos masticar, ni coger ninguna cosa, se nos escaparía todo de la mano como un pez resbaladizo. La vida sería imposible sin ellas pues están presente en todos nuestros actos, por sencillos o enrevesados que sean, y por supuesto son esenciales en los más íntimos, y resultan imprescindibles para la reproducción de las especies.
Podemos, entonces, concluir acordando que no nos conviene infravalorar estas fuerzas y permitirnos parafrasear al sabio Descartes con una sentencia más divertida que la suya: “rozo, luego existo”, o incluso con esta otra más atrevida: “rozo, luego disfruto”.
Datos numéricos, tomados en gran parte del libro de Perelman, Física Recreativa, de Ediciones Martínez Roca.
Teo Blanch
Profesor de Química
IES Arroyo Harnina
Almendralejo