La venganza del universo

7 junio 2012

Cuando le metemos un cabezado a la pared luego nos duele la cabeza… es sencillamente porque la pared también nos ha dado a nosotros.

En Física lo llamamos “Principio de acción y reacción” o Tercera ley de Newton.

Dice algo así como que siempre que hay una fuerza, aparece otra igual pero en sentido contrario.

Alguien podría pensar que: Una fuerza para un lado, otra igual para otro… por qué no se queda todo parado? Si fuera así el movimiento sería imposible, nunca habría una fuerza neta resultante en ninguna dirección.

La madre del cordero es que cada fuerza está aplicada a un cuerpo distinto. Yo te pego A TI una guasca y tú me das A MÍ un mojicón.

Cada cuerpo se las ve con la fuerza que recibe y se moverá más o menos dependiendo de su masa o de otras fuerzas que actúen sobre él.

Por ejemplo, el Sol atrae a la Tierra… y la Tierra atrae al Sol. Nosotros nos movenos bastante porque somos peques, tenemos poca masa. El Sol también se mueve debido a nuestra atracción, pero mucho menos, porque es muy masivo y cuesta mucho moverlo. Las dos fuerzas son iguales, pero al actuar sobre cuerpos de distinta masa, los resultados son diferentes. Aún así no es movimiento despreciable y estas cosas se usan al mirar estrellas lejanas para detectar si tienes planetas que las hagan moverse, aunque sea tan poquito.

Es lo que pasa cuando inflamos un globo y lo soltamos. La goma empuja al aire fuera y el aire empuja a la goma del globo.

Si lo queréis hacer bonito, podéis hacerlo en plan cohete… yo lo hago en mis shows y tiene mucho éxito.

Vamos a darle otra vuelta a esto.

Todo el que haya intentado coger una pelota a 100 km/h y un camión a 100 km/h sabe que la velocidad no es lo único importante en el movimiento de un objeto. La masa también influye.

Por esto nos inventamos una magnitud física que llamamos “cantidad de movimiento” o “momento lineal” que representamos como p y que sería el producto de la masa por la velocidad.

p = m·v

Cuando se aplica un fuerza a un cuerpo lo que se cambia en realidad es ese momento lineal, de forma que si tiene más masa su velocidad aumenta menos y si tiene menos masa su velocidad aumenta más.

Cuando no hay fuerzas neta externas, se dice que el momento se mantiene constante, se conserva.

Así, cuando un objeto que está en reposo se rompe, o explota, o se divide… sin que fuerzas externas netas actúen, el momento debe conservarse.

Digamos que el momento lineal que se lleva “un trozo” para un lado debe ser igual al que se lleva el otro trozo para el otro lado.

Piensa en qué pasa cuando se dispara un arma, lo que llamamos retroceso. Debido a fuerzas internas el conjunto bala-rifle se separa y cada trozo sale moviéndose hacia un lado. El momento que lleva cada uno debe ser igual. La bala tiene poca masa y se mueve rápido, el rifle tiene más masa y se mueve más despacio hacia atrás.

Con el globo podríamos pensar igual, hay una cantidad de aire que va hacia atrás, y eso tiene un momento (masa del aire x velocidad del aire). El globo debe llevar el mismo momento en el otro sentido, masa del globo x velocidad del globo. Como el globo es más pesado, de nuevo se moverá más despacio.

Y ahora, el experimento que hemos hecho hoy en el insti (un saludo a los participantes).

¿Qué pasa si en lugar de aire, metemos un poco de agua? Cuando eso explote y el agua salga hacia abajo, como el agua tiene más masa podría llevar más momento y por lo tanto el globo salir con más velocidad.

No hace falta decir que esto tiene que ver con los cohetes y aviones a reacción… o sí?

Lo hemos hecho con un dispositivo ya típico, que es una botella que llenamos parcialmente con agua y a la que le metemos aire comprimido hasta que la presión suelta el tapón… el agua sale hacia abajo… y la botella hacia arriba. Lo hemos hecho con un cacharrín que me costó diez euretes en la tienda de Cosmocaixa.

MUCHO CUIDADO, ESTO TIENE MÁS PELIGRO QUE UNA PIRAÑA EN UN BIDET… HÁGASE CON UN ADULTO RESPONSABLE, Y SI NO SE ENCUENTRA, CON PADRES O TUTORES LEGALES Y TAL… SR. JUEZ, YA LO HE DICHO.

Aquí tenéis a la gente echándole imaginación y tiempo

Y aquí tenéis una versión que usa una reacción química para aumentar la presión. Como veis también hay que añadir agua para conseguir el impulso. El vinagre y el bicarbonato al combinarse producen CO2 que es un gas y genera una presión dentro de la botella que acaba haciéndola saltar.

La pena es que no le haya puesto una “aletas” a la botella, lo que estabiliza mucho el vuelo y las imágenes de la cámara habrían sido más espectaculares aún, pero está muy requetebién explicado.

Artículo sobre estos cohetes en Wikipedia


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