No saber física es peligroso

La gran mayoría de la gente encuentra la física como algo más bien de frikis y sin ninguna utilidad práctica. Pues bien, hoy vamos a comprobar con unos sencillos vídeos como la física puede evitarnos algún que otro susto si no tenemos la cabeza únicamente de adorno, es decir, si razonamos.

Y por si el vídeo superior os pareció poco aquí tenéis este otro vídeo más de propina:

Si las chicas del primer vídeo, o el chico del segundo, que están metidos dentro del tiovivo hubieran sabido un poco de física se hubieran dado cuenta que lo que estaban a punto de hacer era muy peligroso. La razón es una caprichosa fuerza que actúa siempre que hay un movimiento circular llamada fuerza centrípeta; no confundir con fuerza centrífuga, que es ficticia (sistemas no inerciales) y va en sentido contrario.

Dicha fuerza centrípeta apunta siempre hacia el eje de giro y es proporcional al cuadrado de la velocidad tangencial e inversamente proporcional a la distancia a la que estemos del eje. O lo que es lo mismo, proporcional al cuadrado de la frecuencia angular y a la distancia al eje de giro. Esto qué quiere decir?? Pues que cuanto más rápido giremos (mayor velocidad angular) y más alejados estemos del eje de giro mayor será dicha fuerza.

Lo que hace que el cuerpo salga disparado de la plataforma giratoria es un simple problema de lógica. Nosotros somos capaces de sujetarnos a la plataforma con una determinada fuerza. Si la plataforma gira con una velocidad superior a la que podemos soportar, es decir la fuerza con la que nos agarramos no es suficiente para mantenernos sujetos (recordad que esta fuerza centrípeta es proporcional al cuadrado de la velocidad), nos vamos a soltar y la velocidad tangencial que llevamos nos va a hacer salir disparados tangencialmente.

Vamos a hacer unos pocos cálculos para comprobar la velocidad que sería necesaria para ello y como siempre en física tenemos que especular un poco y dar algunos valores previos. Vamos a suponer que cada una de las chicas del primer vídeo pesa unos 55 kg, no se si es mucho o poco porque no estoy puesto en temas del peso de una mujer, pero bueno, para los cálculos tampoco nos influye demasiado. Otra suposición que vamos a hacer es que se encuentran a unos 30 cm del eje de giro de la plataforma (están realmente cerca así que creo que este valor es razonable). Y por último vamos a estimar la fuerza que pueden llegar a hacer con los brazos, es decir, la fuerza con la que pueden agarrarse a la plataforma giratoria. Voy a ser bastante generoso y les doy a dar una fuerza máxima de 1000 N, es decir son capaces de aguantar casi dos veces su peso. Con unos simples cálculos comprobamos que con que la rueda de la moto se mueva con una velocidad tangencial de 8,5 km/h las chicas ya no serían capaces de sujetarse y saldrían despedidas.

Si con 8,5 km/h ya salen despedidas imaginaros si el motero llega a acelerar la moto un poco más… En definitiva, que la física no es tan inútil como puede parecer a simple vista y, aunque hacer cosas como las de los vídeos pueden ser divertidas, siempre hay que pensar con la cabeza los posibles peligros que pueda haber. En este caso tenemos que con una velocidad bastante pequeña (ni siquiera 10 km/h) podemos salir disparados de la plataforma giratoria a una velocidad lo suficientemente grande como para hacernos daño, ya sea golpeándonos contra el suelo, contra las barras del “tiovivo” o contra cualquier otro obstáculo.

Para evitar cualquier problema, ya sabes, a aprender algo de física :-D ¿Se os ocurre alguna situación más donde no saber física sea peligroso?

Saludos

ACTUALIZACIÓN (8/12/08): Esta entrada ha sido ampliada con más información en el Museo de la Ciencia gracias a Héctor y a Ocularis. Podéis leer la nueva entrada aquí.

 

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Sobre el Autor:

Físico de materiales, nacido en El Bierzo y adoptado en tierras asturianas y vascas durante su paso por la Universidad de Oviedo y la Universidad del País Vasco. [...]

23 Comentarios

  • ¡Pero a quién se le ocurre hacer eso!
    Por cierto, dices “la velocidad es proporcional a la fuerza centrípeta”. ¿No sería proporcional a la raíz cuadrada de la F centrípeta? Aunque no sé…a lo mejor vale lo que dices…

  • Saludos.

    El hecho acá es que podemos no saber física, pero todos nacemos con algo llamado sentido común.

    No dudo que los del vídeo supieran que el asunto es peligroso y seguramente, sin saber nada de física, podían estimar cuán peligroso podía ser.

    De hecho, basta con ver que, por lo menos, instintivamente se toman lo más fuerte posible de los manubrios: saben que pueden salir volando. Saben también (por lo menos las chicas lo aprecian), que si se encorvan, reducen el efecto de la velocidad angular al acercar su centro de gravedad al centro de rotación, y así reducir las posibilidades de salir volando.

    Instintivamente, sabemos física. Creo que más bien este tipo de sucesos son una falta de aprecio de sentido común. Por encima del conocimiento aprendido a la física.

    Casos como esos podemos ver en todos lados. Un automóvil, todos instintivament que saldremos o podremos salir volando si no usamos el cinturón en un choque. No hace falta saber que a 60km/h eso es posible (no hace falta calcularlo, ni hablar de fuerzas inerciales, de choque o impacto y pare de contar).

    ¿Por qué no hace falta calcularlo?
    Porque siempre nos hemos caido. Sabemos, que si caminamos, nunca caeremos sin deslizarnos y sabemos además, que mientrás más rápido, más nos deslizaremos o mayor será la tendencia a hacerlo y tenemos sentido común para eso. El resto, sería extrapolar.

    Otro caso, intentas izar un elemento pesado: instintivamente, cualquiera en su sano juicio, se quitará. Sin saber física.

    El que piensa un poco más pregunta: cuánto pesa el elemento y cuánto puede soportar la cuerda.

    La física como ciencia es una herramienta aprendida que ayuda, como no, a la resolución de problemas. Pero la física está en nosotros, instintivamente sabemos que está y la aprovechamos.

  • Myself, es cierto que todos sabemos un poco de física de forma intuitiva, pero a veces lo que nos dice el sentido común sobre física puede ir en contra de lo que nos dice la física realmente. El que aceleraba la moto “igual” (que no sé) pensaba que con esa velocidad no saldrían sus amigas despedidas.

    Ejemplos:
    Yo recuerdo que estando en Galicia hicieron nuestros anfitriones una queimada en casa y ardía demasiado. Así que quisieron apagarlo un poco antes, y la solución que se les ocurrió fue soplar, y salió una llama de ahí que casi me abrasa a mí que estaba justo en frente. Otra quería echarle agua, y entonces dije yo que lo tapasen con una tapa para que perdiera el oxígeno. Y así fue como lo apagamos (pero eso es lo típico).

    Si trabajas conduciendo una carretilla elevadora no es recomendable circular con la carga elevada ya que cambia el centro de gravedad y la carretilla puede volcar.

    El tema de fumar al lado de las bombonas de acetileno (gas que se usa en soldadura junto con el oxígeno). Se piensa la gente que no pasa nada, pero como el que ha dejado la bombona se la deje abierta un poco y pase cerca uno fumando, se produce ahí una deflagración con el gas que queda en el aire entre la bombona y el fumador…que no queda del tío ni el reloj.

    Ahí van 3 ejemplos

  • Si llevas paquete en la moto tb cambia el centro de gravedad del vehículo provocando un comportamiento diferente del mismo.

    Si el paquete no se inclina como el conductor, se generan fuerzas en sentido contrario de forma lateral y una desde el asiento de delante y la otra desde atrás, provocando que pueda derrapar la rueda.

  • cuanto premio darwin!!!

    no creo que sea cuestion de saber fisica, puesto que la evolucion durante cientos de millones de años ha hecho que nuestro cerebro este capacitado para poner reconocer la consecuencias de ciertas acciones en un escenario lleno de fenomenos fisicos.
    no necesitas saber que es la gravedad para saber que si te tiras de 5 metros de altura te ocurrira algo malo.

    y por eso nos cuesta tanto imaginar fenomenos de la fisica que ocurren a velocidades de la luz, mecanica cuantica… porque nuestro cerebro ni ha evolucionado para trabajar a esas velocidades ni ha esa escala.

  • @Stonet: Tienes razón, debería haber puesto el “cuadrado de la velocidad” pero por simplificar lo dejé así. Lo corrijo para que sea más correcto

    @myself: Hola myself, bienvenido al blog

    Tengo que decirte que no estoy del tode de acuerdo con lo que comentas. Realmente no es que sepamos física de forma intuitiva, sino que hemos aprendido mediante la experiencia cómo funcionan las cosas. Me explico.

    Cuando somos pequeños no sabemos que el fuego quema ni que un balacín se inclina dependiendo del peso de los niños y la distancia a la que estén del eje. Aprendes mediante la experiencia y/o la observación que el si tocas algo caliente te quemas y que si estás jugando en un balancín y pesas menos que tu compañero, para equilibrarlo debes situarte más lejos del eje que él.

    Son cosas que posteriormente las consideras intuitivas, pero que para nada lo son: realmente son el producto de lo que has ido aprendiendo gracias a las experiencias vividas y las que has aprendido simplemente por observación.

    @héctor: Gracias por los ejemplos, Héctor. Has dado tres situaciones distintas geniales en las que hay que aplicar la física para no salir mal parado

    @Héctor: Esa es una de las cosas que, aunque no sepas nada de física, se aprenden con la experiencia. Un gran ejemplo, sí señor.

  • @Gouki: Vaya, dejaste tu comentario mientras escribía yo el mío xDD

    Te respondo algo similar a lo que le dije a myself. No creo que sea que nuestro cerebro sepa las cosas ya de antemano. Son cosas que aprendemos gracias a la experiencia. Los instintos pueden ayudar, pero nunca nos solucionarán un problema físico.

  • Creo que fue el profesor de Técex I el que nos dijo que todos éramos medio científicos porque observamos fenómenos y aprendemos de ellos.

  • Realmente, al decir que conocemos un poco de física de forma intuitiva, hablamos todos de lo mismo. Es más el desacuerdo en la etiqueta que en el contenido.
    Es verdad que “de forma intuitiva” no es la mejor forma de decirlo, estoy de acuerdo con lo que comenta Wis de aprender mediante la experiencia, y mediante lo que nos enseñan tb, o mediante lo que les pasa a otros…cine…etc…Precisamente por eso algunas creencias sobre fenómenos físicos que tiene mucha gente son erróneas y nos dan mucho juego a nosotros Si en todas las pelis y videojuegos aparece que si disparo un barril de gasolina explota, al final me lo creo. Pero es falso. Como no tengo experiencia personal y lo veo en todas las pelis al final todo kiski piensa que es cierto.

  • Algún otro ejemplo

    Saber que el CO2 se enfría un huevo al expandirse al salir de un extintor y que no le puedes enchufar a nadie con uno de CO2, es también interesante conocerlo. O que con más de x voltios igual no puedes usar un extintor de ABC, porque el polvo lleva la electricidad hasta ti y te electrocutas.

    Un agente físico, como son los rayos infrarrojos, pueden dañar la vista. Así que si estáis pensando en montar un puesto artesano de soplo de vidrio, mejor pensarlo bien antes

    Conocer las leyes de la palanca te puede hacer suponer el peso que tiene que aguantar tu espalda si levantas mal un peso (ergonomía), y la medicina nos dirá las consecuencias a largo plazo de dicha práctica.

    Un saludo

  • Buen artículo, muy ilustrativo
    En este caso creo que influye también el factor humano. La reducción de la chica como una masa puntual con su comento angular una fuerza centrípeta máxima (como su su brazo fuerza una cuerda, con una tensión máxima estable) no sería real.
    Si nuestros brazos fueran progresivamente dando más tensión conforme más fuerza centrífuga, la salida no sería tan rápida. Ya que los brazos no son cuerdas, conforme nos acercáramos al límite de nuestra fuerza nos iríamos separando.
    Realmente, aunque nuestro consciente no sepa mucho de física y se meta imprudentemente en este tipo de juegos, nuestro cerebro entiende bastante de palancas, fuerzas y equilibrio, y se lo monta bastante bien. Siempre que estemos orientados, nuestro sistema propioceptivo detecta las fuerzas que traccionan para desestabilizarnos, y las compensa. Siempre que tengamos clara nuestra situación (el equilibrio, arriba y abajo, etc), podemos apañarnos, o si no prepararnos para caer (y haríamos una caída controlada, no como aquí). De hecho las chicas, al abrazarse, consiguen formar un grupo cuyo centro de masas está casi a nivel del radio de giro. El problema es que al aumentar las revoluciones, el sentido del equilibrio se altera, la vista no es muy útil (a esa velocidad no podemos fijar la mirada) y la información propioceptiva llega a demasiada velocidad para ser interpretada por nuestro cerebro. Finalmente nuestro cerebro pierde la situación, y no puede mantener el equilibrio. Por eso pasan en un instante de estar bastante bien agarradas a salir despedidas.

  • Héctor, estás pletórico hoy, eh?? Qué cantidad de ejemplos!! Así da gusto

    @Ocularis: Tienes razón, Ocularis. Al simplificar las cosas la situación no es del todo real, pero como esto de aproximar es lo que nos permite estimar los valores de manera sencilla no queda más remedio que hacerlo.

    La explicación que das es para enmarcar. Una genial manera de explicar porqué las chicas no soportan la fuerza debido a la pérdida del equilibrio y la percepción, sin meter para nada la física. Gracias por el aporte

  • Cierto es Wis, que no nacemos sabiendo todo eso. Al referirme a algo intuitivo, lo decía en medio de la experiencia acumulada, ahí concuerdo contigo.

    Pero esos no son pequeños, son gente grande que saben como son las leyes de la física casi sin pensar. Todos ahí sabían que podían salir volando, simplemente no repararon en ello.

    Han habido buenos ejemplos acá y el tema vale mucho gracias a los aportes. En especial, para mí, el aporte de Ocularis.

  • @myself: Ok, entendido. Nos referíamos a lo mismo pero con distinto nombre

  • Jajaja. Lo que dio de si este video. Lo mejor el dibujo del paint.

  • :mrgreen: :mrgreen: El dibujo lo encontré por internet, no lo hice yo.

  • ¡Para quitarse el sombrero ocularis! Os voy a hacer una proposición indecente…
    Se me ocurre que partiendo de la entrada inicial que has hecho Wis, ocularis podría añadir su explicación de forma más detallada, ¿qué opinas ocularis? Vamos, que lo que os propongo es hacer una entrada entre varios, a partir de esta.
    Podríamos poner algún ejemplo que se entienda bien de cada cosa que comentamos, como el del cuarto balancín para el tema de la visión y el equilibrio, e incluso podemos proponer alguna experiencia para que los lectores hagan por sí mismos (puedo encargarme yo de introducir unas líneas proponiendo alguna experiencia). Y el resultado lo podemos subir a Museo de la Ciencia (y al blog de cada uno tb si lo pensñais oportuno). Ahí queda la idea.

    Un saludete

    Héctor

  • Excelente idea Héctor.
    Una manera interactiva de mostrar la ciencia no viene mal estos días, sobre todo cuando se hace pensando en que no todos tienen el mismo nivel de conocimiento.

  • Perdonad la tardanza en contestar. Es que he estado fuera de casa todo el día.

    Héctor a mi me parece una idea genial. Se puede usar todo el material que queráis de esta entrada. Lo vamos comentando por email si Ocularis finalmente se anima.

    Saludos

  • Hey, aún no había entrado yo aquí

    Lo que no estoy seguro es de si queda bien explicada la relación de la fuerza centrípeta con el resto del asunto. Cuando lo he leído, era como si dieras a entender que la fuerza centrípeta aumenta al aumentar la velocidad, y que la fuerza de los brazos trata de compensarla, de modo que cuando la primera es mayor, las chicas se sueltan. Sin embargo, lo que habría que resaltar es que esa fuerza centrípeta es la que hacen las chicas con los brazos, o más bien la que hace la barra del “tiovivo” contra ellos hacia dentro. Y lo que sucede es que cuando ésta es menor que la que debería tener para mantener una trayectoria circular con ese radio a esa velocidad, pues el radio de giro se hace necesariamente más grande. Sin embargo, como el hierro no es flexible, el que esto suceda significa que las chicas se sueltan, la fuerza centrípeta se hace cero al no estar sujetas, y se tiende al movimiento rectilíneo uniforme si estuviesen en vacío

    Saludos!

  • @DarkSapiens: Ahora que he releído la parte que dices creo que sí que es un poco ambiguo. Lo edito ahora para dejarlo bien claro. Gracias Dark

  • Saludos.

    Aunque ya la entrada se movió de sitio, he encontrado este artículo que suena bastante bien y relacionado un poco con este tema de no saber física. Espero sea útil

  • @myself: Gracias myself

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