¡HOLA A
TODOS DE NUEVO!
Hoy vamos a
hablar de física y de energías, gracias a un juguete muy famoso, el conocido
Slinky. Quizás a muchos de vosotros no os suene, pero seguro que si a vuestros
padres, o lo habéis podido ver en alguna película. Se trata simplemente de un
muelle, suficientemente largo (80 espirales), y con una constante elástica lo
suficientemente pequeña, como para que se pueda estirar fácilmente y así
demostrar ciertas propiedades físicas asombrosas.
El juguete fue
inventado por el ingeniero naval Richard James sobre el 1940 y puesto a la
venta en 1945, ya con un gran éxito. En clase de física muchos profesores lo
utilizan para diferenciar ondas longitudinales y ondas transversales y los
especialistas en efectos especiales lo utilizan para realizar el sonido del
disparo láser de las películas como Star Wars, estirando uno de sus extremos y
colocando un amplificador en el medio:
Pero eso no es
todo lo que puede hacer este fantástico juguete. En este artículo hablaremos de
la particularidad más interesante, que es la de bajar escaleras solo. Para eso,
os vamos a dejar el anuncio original del juguete:
¿Pero cómo es posible que realice él solo este movimiento?
Bueno, él
solito no realiza el movimiento, cuenta con la ayuda inestimable de la fuerza
de gravedad, que hace, y mucho. El movimiento se puede explicar fácilmente a
través del concepto de energías, que ya en alguna ocasión hemos utilizado en el
blog. Al situarse el muelle en una posición elevada diremos que posee
almacenada una cierta cantidad de energía potencial gravitatoria, que se
convertirá en energía cinética (de movimiento) al caer. No obstante al ser un
muelle, al estirarse podrá acumular energía potencial elástica, así pues una
vez ha bajado el primer escalón la energía potencial elástica se convierte en
energía cinética, la necesaria para iniciar de nuevo el proceso.
El juguete se
hizo tan famoso que se desarrollaron nuevos modelos más sofisticados, como el
perro Slinky, que utilizó Pixar como personaje secundario en la película Toy
Story.
Os dejamos algunos
vídeos más sobre este curioso juguete. El primero demuestra las propiedades del
muelle en una cinta transportadora colocada con pendiente negativa. ¡El
movimiento es infinito!
El segundo
vídeo es todavía más espectacular, por esa razón lo hemos dejado para el final.
Se trata de una caída a cámara lenta de un muelle Slinky totalmente desplegado.
¿Por qué sucede de esta manera?
Parece que
realmente se quede suspendido en el aire, esperando a que todas las anillas se
reagrupen. Una explicación factible a este fenómeno sería la siguiente. En la
caída del muelle actúan varias fuerzas, una es la gravedad, pero la otra es la
fuerza elástica de recuperación del muelle, que tiende recuperar su forma. Al
ser la fuerza elástica de mayor magnitud, ésta actúa más rápidamente y por ello
da la impresión de que no cae. Eso explicaría parcialmente el fenómeno, es
cierto que es de mayor magnitud, y el proceso es muy rápido, pero aun
realizando una cámara muy lenta se observa que el extremo mas bajo del muelle
no se mueve nada.
Una explicación
más elaborada consistiría en hablar del muelle como un sistema de partículas
complejo y unido. Cuando se trabaja en sistemas de partículas no podemos
considerar cada una de las partículas del sistema, sino todo su conjunto. En
estos supuestos se considera el movimiento del sistema como el movimiento del
centro de masas del sistema. Efectivamente, el extremo inferior no se mueve,
pero sí lo hace el centro de masas del sistema, que se ve afectado por la
fuerza de gravedad.
El fantástico
canal de Veritasium realizó un par de vídeos para explicar el fenómeno, y su
mágica explicación consiste en lo siguiente: cuando tenemos desplegado el
muelle, el extremo inferior no cae porque nosotros estamos sosteniendo el
muelle con la mano. En el momento en que soltamos el extremo superior del
muelle, éste al no estar sostenido por la mano empieza a caer. No obstante al
extremo inferior aún no le ha llegado la información de que no está sostenido,
y por tanto no cae. En el momento en que la información llega, él extremo
inferior junto con el superior caen. Os dejamos el último vídeo. ¡Es muy
interesante!
¡Esto es
todo blogeros!
ESPERAMOS
QUE OS HAYA GUSTADO. HASTA LA PRÓXIMA, ¡SALUDOS
