Imaginaos la siguiente situación:
Tenemos una balanza en la que situamos un balde lleno de agua en un lado y una pesa en el otro. La balanza está perfectamente equilibrada, esto es, tanto la pesa como el balde con agua pesan exactamente lo mismo. A continuación, introducimos la punta del dedo en el agua. ¿Qué ocurrirá?
¿Sencillo, no? Pues parece que no es tan obvio como pudiéramos pensar en un primer momento, dado que la respuesta más extendida es que «no ocurre nada», basándose en que el peso lo sostenemos con el brazo y no incide sobre él. Pero esto no es correcto: en realidad, la balanza se desequilibra del lado del balde.
Efectivamente, el peso del dedo no juega ningún papel aquí; sin embargo, no estamos teniendo en cuenta las demás fuerzas existentes en el sistema. El principio de Arquímedes afirma que «todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado»: el agua ejerce una fuerza sobre el dedo que es igual al volmen desalojado por el dedo, multiplicado por la densidad del agua y por la aceleración de la gravedad. Lógicamente, y por la Tercera Ley de Newton, para que el dedo se mantenga dentro del agua nosotros tenemos que hacer una fuerza igual y hacia abajo. Así que con nuestro brazo estamos manteniendo todo el peso de nuestro dedo menos esa pequeña cantidad que ejerce el agua. De la misma manera, el agua tiene que apoyarse en algún sitio para ejercer esa fuerza contra nuestro dedo: el balde. Y el balde, a su vez, ejerce esa fuerza sobre la balanza. En consecuencia, esa pequeña fuerza incrementa el peso del lado del balde y hace que la balanza se desequilibre.
No sé por qué sorprende tanto que se pueda empujar un líquido. ¿No empujamos sólidos? Al fin y al cabo, podríamos ver el agua de ese balde como un solido muy deformable, con lo cual la fuerza de empuje es mucho menor, pero existe.
Es buena… muy buena. Me la apunto para vacilarle a alguno :P Entre tanto, Iñaki, me tomo la confianza de ponerte a ti en la diana :) Probable(segura)mente ya la sepas, pero por si acaso, yo pregunto:
Tenemos un avión en una pista de despegue, la cual se mueve a la misma velocidad que el avión pero en sentido contrario (similar a una cinta transportadora). ¿Podrá despegar el avión? ¿Y si la cinta no se mueve en sentido contrario, sino que gira libremente?
La respuesta facilona: «No, no puede». La respuesta razonada: «Sí, sí puede, en ambos casos». Y el bonus track (que otorga el título de friki-master del espacio): «En el primer caso, no».
‘enga, a ver si alguien se anima :)
Jajajaja! Eso salió en Microsiervos hace unos meses. Y creo recordar que Alvy decía que juraría que no. Pero está claro que despega. Las ruedas son «de juguete», vamos, que no intervienen en nada más que en evitar que se pegue una panzada contra el suelo: ruedan libremente. Así que da igual lo que le pongas debajo, da igual si las mueves hacia delante, hacia atrás, más rápido o más lento. El avión, simplemente, avanzará propulsado por sus hélices/reactores/loquesea hasta que llegue el punto en el que despegue. Si el avión avanza a 70 km/h y la cinta de debajo se pone a -70 km/h, las ruedas se moverán a 140 km/h. Y si no llegan a 140, patinarán, pero nada frenará al avión en su despegue.
Por cierto, Almudena sigue sin creerse lo del balde… voy a tener que hacerle el experimento en casa para demostrárselo. :P
Vale. Bien. Lo del dedo empiezo a creerlo. He hecho la prueba de sustituir dedo por patito de goma sujetado por quien sea (en ese caso veo más claro lo del empuje porque el patito flota) y cuela.
En cuando a lo del avión. Hasta donde sé: el avión vuela por la corriente de aire que se genera bajo sus alas. La cuestión por tanto será la diferencia de velocidad avión-aire. Si la cinta transportadora va hacia atrás, el aire pegado a ella se moverá un poco, pero ¿tanto como para levantar el avión? No estoy muy segura…
Lo de girar libremente.. ¿a qué te refieres? Si es como yo lo entiendo, sí veo posible que vuele.
Yo diría que el avión si que despega, una vez que el flujo de aire que pase por las turbinas sea suficiente, despegará supongo. Vamos, eso creo… :D
Pero ¡ojo! No es que se esté quieto y de repente despegue en vertical, no. El avión empuja el aire hacia atrás con mucha fuerza y la resultante empuja al avión hacia adelante: el avión avanza por la pista tenga lo que tenga debajo, y cuando ha adquirido la suficiente velocidad, despega.
Comprobado. Hemos hecho el experimento con el balde y la báscula en mi casa, porque mi madre no se lo creía. Báscula digital: al meter el dedo marcaba 6 gr. más.
Jajajajajajajajajaja!
Una báscula, excelente. Eso sí lo puedo hacer.
jejeje Anda que… Iba a poner un supuesto ficticio para que lo vieras mejor (imagínate que no metes el dedo, sino que te lo cortas y lo arrojas al vaso), pero nada mejor que haberlo comprobado con la báscula. Espero que ahora ya estés convencida del todo :D
Respecto a lo de mi avioncito, como no podía ser menos, minipunto y punto para Iñaki :) De hecho, hasta has visto por dónde iban los tiros del bonus track:
Si el avión avanza a 70 km/h y la cinta de debajo se pone a -70 km/h, las ruedas se moverán a 140 km/h.
Cierto. Vayamos un poco más allá, a ver por qué dije que el avión, en la realidad, no despegaría. Según dices, si el avión se mueve a una velocidad de despegue (pongamos 110 nudos), las ruedas lo hacen al doble (en este caso, 220). Y aquí llega el factor frikimaster: saber que existe una velocidad limitativa, la velocidad máxima de neumáticos. Pasa como con los coches: las gomas aguantan hasta una velocidad, y después ya petan. Por eso, a nivel práctico, en el primer caso el avión no despegaría, porque reventaría las ruedas e iría arrastrando el metal sobre la cinta.
Dios, somos unos enfermos :D
Hombre, pero cortando el dedo no es igual, porque entonces el peso del dedo sí recae sobre el balde. Lo entendí con otro ejemplo: si hay un tipo metido en una piscina y le tiras de los pelos, te cuesta menos levantarlo que si está rodeado de aire. No veía claro lo del empuje que ejerce el agua porque el dedo no necesariamente flota, así que, intuitivamente… no lo tenía claro. Pero ya sí, yepyep.
Y lo del avión, me has chafado. Ahora que ya me creía que despegaría…
Bueeeeeno. Si nos ponemos quisquillosos, pues vale. Pero a 110 nudos ¿qué aviones despegan? ¿Un airbus tremendo? Hay avionetas que despegan a 40 nudos, y cuyos neumáticos aguantan perfectamente 80.
Aunque si consideramos el airbus, pero descargado y con viento considerable de cara, podemos reducir la velocidad necesaria para el despegue a… pongamos 95 nudos. Con lo cual, los neumáticos tampoco reventarían, porque aguantan hasta 195 nudos.
Y también depende de las características de la cinta transportadora: es probable que antes de llegar a reventar comenzaran a patinar las ruedas. E incluso puede que si revientan, como lo hacen ya a una velocidad cercana a la de despegue, es posible que despegara sólo con las llantas.
… enfermos totales. :P
¿¿¿Y si una decena de gordos va sentada en el lado derecho del avión y sólo estalla uno de los neumáticos y el eje se desequilibra y justo en ese momento pasa un lince ibérico por la pista y lo atropellan y una jauría de ecologistas zombies enfurecidos empieza a trepar por el avión y se come al piloto y a las azafatas y todos mueren trágicamente y el avión estalla??? ¿entonces despega? ¿eh? ¿eh? ¿despega? ¡no tenéis ni idea!
‘enga, amos a seguir con la enfermez :D
Me ha gustado tu réplica, Iñaki, de que es posible que despegara sólo con las llantas (no sé por qué, guardaba la esperanza de que pasases ese punto por alto :oops: :D). No se te ha escapado que a velocidades cercanas a las de despegue, el tren no soporta todo el peso del avión, sino sólo una fracción. Así que no sería tan descabellado.
Por otra parte, en cuanto al dato de las velocidades, 110 KIAS no es tanto. Es más o menos la Vr de un ATR, e inferior a la de un B738 como los de AEA (entre 97 y 164 KIAS, según peso y configuración). Y, aunque hay avionetas que despegan a 40 KIAS (y menos), una Skyhawk corriente no lo hace antes de los 50-60 KIAS.
De todas formas, tomo nota del dato de los 195 kt: no tenía ni idea, ni siquiera aproximadamente. ¿De dónde lo has tomado, si no es mucho preguntar?
Y, para terminar con mi ladrillo, en cuanto a la duda de Almudena he de anunciar que tras sesudas reflexiones he llegado a una conclusión: en el caso planteado, el avión sólo despegaría si dentro fuese Chuck Norris.
Saludetes aerotrastornados.
Jejeje! Ya está arreglado el comentario. No había ningún problema, no entiendo por qué lo cortaba. Ordenadores…
Lo de los 195 kt lo vi en una página, pero no sé dónde ni la guardé. Era una página que recopilaba datos técnicos de algún modelo de Airbus. Buscaba una referencia para hacerme una idea.