Hace escasas semanas en un programa de televisión de una cadena de gran audiencia; se planteó al público una cuestión que me servirá de base para este artículo. El asunto es simple. Se trataba de dejar caer desde un globo y a una misma altura (20 metros en concreto) un huevo y una sandía, para que el público dijese cual de los dos objetos llegaría antes al suelo. Se dejó bien claro eso si algo que es obvio ; que la sandía pesaba varios kilos y el huevo unos 50 gramos.
Yo pienso que a estas alturas de la historia debería haber una gran mayoría de personas que de inmediato se den cuenta de donde está la clave de este asunto: el tiempo de caída, NO depende para nada del PESO de los objetos que caen. Otra cuestión es claro está el rozamiento con el aire. Puesto que en el programa había un grupo de personas jóvenes (mucho mas que yo), me quedé un poco decepcionado porque entiendo que no deberían haber tenido duda alguna al respecto y parece que si la tenían. Al final (y como yo esperaba) cayó ligeramente antes el huevo que la sandía (se grabó con una cámara) y el presentador o conductor del programa dio una explicación al respecto que eso si me pareció muy correcta. Pues bien a eso voy yo a explicar este fenómeno aparentemente extraño.
En los libros de física de mi época en secundaria (bachillerato), se expone muy bien este asunto. Un objeto que cae bajo el impulso de la fuerza de gravedad se mueve a una velocidad que continuamente y de modo uniforme está incrementándose. En consecuencia la velocidad media será la suma de la velocidad inicial (cero), mas la final y dividido entre dos. La velocidad final será obviamente igual al producto del tiempo por la aceleración. Luego la velocidad media será igual a multiplicar la aceleración por el tiempo y dividir el resultado por dos. En el caso del experimento televisivo tanto el huevo como la sandía incrementaban su velocidad a razón de 9,8 metros cada segundo (valor de la aceleración en la superficie terrestre que podemos considerar en este caso constante).Es decir 1 segundo después de ser soltados caen a una velocidad de 9,8 metros por segundo, otro segundo después a 19,6, otro después a 29,4 ,…y así sucesivamente.
Como la velocidad se incrementa de modo continuo y de modo uniforme es sencillo saber cual será la velocidad media y el tiempo que tardan en caer los objetos bajo la acción de la gravedad que será igual al resultado de dividir la altura desde la que se sueltan entre la velocidad media. Con un lápiz es sencillísimo llegar a determinar que el tiempo que tardan en llegar al suelo tanto la sandía como el huevo será igual a la raíz cuadrada de lo que resulte de dividir el doble del espacio (altura desde la que se sueltan los objetos) entre el valor de la aceleración de la gravedad (9,8 metros por segundo cada segundo). El peso de los cuerpos no influye para nada y por tanto ambos objetos deben caer EXACTAMENTE al mismo tiempo; si no fuese por el rozamiento con el aire. En el caso de este experimento el ligero retraso de la sandía ha de ser atribuido al hecho de que el rozamiento con el aire la frena en mayor medida de lo que lo hace con el huevo, cosa lógica por otra parte. Si no existiese el rozamiento con el aire el tiempo de caída sería de EXACTAMENTE, 2,02 segundos.
En el gráfico que adjunto (de mi libro de física de 4º de bachillerado del curso 1970-71),se refleja perfectamente lo que acabamos de ver. No obstante el análisis de este asunto se suele relacionar con ciertos experimentos realizados hace ya varios siglos.
EXPERIMENTOS
En otro de mis libros ,de matemáticas y también de 4º de bachillerato, se describe (ver imagen),como Gelileo (1564-1642) realizó hace ya siglos un experimento que es en el fondo el mismo que hace unos días se pudo ver en la televisión; aunque utilizando no un globo aerostático si no la célebre torre inclinada de Pisa. Sin embargo según cuenta I. Asimov (“Nueva Guía de la Ciencia”.1993), Galileo no hizo ese célebre experimento con la torre de Pisa y añade que fue el matemático Simón Stevinus, nacido en Brujas (actual Bélgica) a mitad del siglo XVI el que realizó el experimento de dejar caer masas desde una cierta altura (no concretamente desde la torre de Pisa),puntualizando que este experimento se ha atribuido erróneamente a Galileo. En fin que una vez mas sucede que ciertos detalles de la Historia se tergiversan de modo mas o menos notable. Galileo hizo eso si experimentos para estudiar la velocidad de caída de los cuerpos bajo los efectos de la gravedad, con lo cual inculcó en el mundo científico la necesidad de experimentar y medir, lo que ya es de por si una gran labor.
En tiempos mucho mas recientes en concreto en el año 1971, el astronauta y geólogo David Scott repitió el experimento en la superficie lunar. Es este el lugar ideal ya que en La Luna al no existir atmósfera no hay rozamiento con el aire. En este caso lo que se dejo caer fue una martillo y una pluma con lo cual se demostró una vez mas que bajo una aceleración constante (sea debida a la gravedad terrestre o a la lunar);los cuerpos caen al unísono sea cual sea la altura desde la que se suelten. Por cierto este video se localiza fácilmente en la Red.
Como colofón cabría aplaudir la iniciativa del programa de televisión. Este es el tipo de programas que sirven para enseñar y formar al personal y no la llamada, con bastante razón pienso yo, “telebasura”. Ya he dicho que la explicación dada fue correcta. No obstante confieso que me decepcionaron un poco algunos de los asistentes al experimento. Por lo que se ve no estuvieron muy atentos en clase cuando se habló de ese tema pues es una cuestión de las mas sencillas y elementales de la física. Por otra parte basta con ser un poco “avispado” para intuir la respuesta. La lógica dice que el huevo al ser menos pesado ha de caer antes; pues entonces lo lógico es no seguir la lógica, ya que es el modo de que el experimento tenga “chispa”.
Bembibre, 8 de julio de 2016
Rogelio Meléndez Tercero
