jueves, 27 de febrero de 2014

La mosca atormentada.(Un cuento en el que una mosca nos descubre los secretos de la física)

Erase una mosca que se coló en un automóvil, iba revoloteando feliz hasta que le abrieron la ventanilla y la echaron, de repente se pregunto ¿porque el coche se va y yo me quedo aquí?
             
Ella no sabia que la respuesta era muy simple, mientras estaba dentro, además de su velocidad de vuelo tenía la propia velocidad de arrastre del coche, que la pierde cuando ya no esta en él.

Lo mismo nos pasa a nosotros con nuestro planeta, llevamos la velocidad de la tierra en su camino por el Universo, si como la mosca nos alejásemos  en un vehículo espacial fuera de la acción gravitatoria terrestre, veríamos alejarse a la tierra como la mosca ve alejarse el coche.

Cuando la mosca salio del coche, estaba cerca de un aeropuerto y ahora se coló en otro “coche” mucho más grande, ella no sabía que era un avión. Cuando se encendieron los motores  y empezó a aumentar la velocidad, el avión  empezó a ascender  y la mosca se pregunto ¿Por que vuela este coche si no mueve las alas como yo?

La mosca no sabia que los aviones vuelan porque cualquier cuerpo que se mueva con una velocidad dentro de un fluido, como por ejemplo el aire  sufre una fuerza que tiende a elevarlo proporcional al cuadrado  de la velocidad con la que avanza y es esta fuerza quien lo sustente para planear.

Por esto en la Luna no podrían planear los aviones , ni tampoco se podría jugar al futbol, ya que también cuando con una patada damos velocidad a un balón , este sufre la misma  fuerza ascensional que experimenta el avión, el buen futbolista sabe que fuerza le tiene que dar al balón para que la velocidad  desaparezca y por tanto la fuerza que sujetaba el balón hacia arriba , y este empiece a descender por su peso igual que hace el avión en el aterrizaje , cuando desaparece la velocidad  y con ella la fuerza de sustentación ( Fuerza de Stokes).

La mosca aterrizo y no sabia en que hemisferio lo había hecho,  a saber esto  también  nos puede  ayudar la física, la tierra en su movimiento de giro alrededor de su eje produce a los cuerpos una aceleración llamada de Coriolis que es la responsable del giro que se produce en el agua que se cuela por el sumidero de la bañera, giro que es contrario a las agujas del reloj en el hemisferio Norte y como las agujas del reloj en el Hemisferio Sur. Esta es también la razón por la que borrascas y anticiclones que aparecen en mapa del tiempo tienen giros contrarios en el Hemisferio Norte que en el Sur.

La mosca aterrizo cerca de un parque de atracciones y  se poso en un mancha de helado de una niña que se había subido a la montaña rusa, ahora como en el primer coche , la mosca se movería con el cochecito de la montaña rusa mientras permaneciese  posada en la mancha, experimentaría la inercia del vehiculo del que formaba parte.

El cochecito  empezó a subir por la rampa ganando altura,  hasta que al coronar  empezó a descender  transformando la altura en velocidad, esta velocidad al llegar abajo le hizo volver a ascender.

La mosca se pregunto ¿porque sube el cochecito si no oigo ningún motor? Ella no sabia que la montaña rusa funciona por el principio de conservación de la energía , que nos dice que la energía potencial  debida al adquirir altura un cuerpo es igual a la energía  cinética, energía que lleva asociada una velocidad que le vuelve a hacer ascender  y coger altura que volverá a transformar en velocidad al descender, este cambio se volvería a repetir indefinidamente si no fuese porque esa energía que se va transformando de  potencial en la cinética se va consumiendo  en el rozamiento de las ruedas del carrito con los raíles de forma al final del recorrido se gasta toda la energía y la velocidad se hace cero, sin necesidad de frenos.

La mosca ya estaba mareada cuando vio otra atracción, eran unas  sillas voladoras, que al ponerse en marcha la plataforma y dar vueltas, las sillas querían como alejarse, la mosca pensó ¡Si nadie las empuja hacia afuera!

Pero la mosca desconocía la fuerza centrifuga que experimenta un cuerpo cuando gira y que tiende a sacarle de la trayectoria de giro que esta haciendo, igual que la ropa se va a las paredes del tambor de la lavadora cuando esta centrifuga.

Esta fuerza es la que tenemos que vencer en la carretera para no salirnos de las curvas, y se consigue inclinado la carretera con el peralte para que aparezca una fuerza  debida a nuestro propio  peso  que sujeta el vehiculo hacia dentro de la curva, si el peralte estuviese al revés  la carretera estuviese levantada hacia afuera, la fuerza del peso colaboraría con la centrifuga en vez de oponerse, por eso se salen los coches en las curvas mal peraltadas.

La mosca se fue volando con dolor de cabeza porque no sabia  el  porque  de las cosas que la rodeaban, nosotros ya sabemos algunas  de las respuestas a las preguntas que se hacia la mosca.

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