Jugando con resortes en cámara lenta

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Los americanos llaman “slinky” a lo que nosotros denominamos resorte (o muelle de juguete), un auténtico infierno que mis hijos me traen cada dos por tres para que lo deslíe. Pero a pesar de la cotidaneidad del objeto, también sirve para hacer ciencia divertida. En el vídeo que véis sobre estas líneas, y que he sacado de Bad Astronomy, el físico entrevistado hace una sencilla pregunta a los televidentes.

Imagina que tomo el extremo superior del resorte y lo sostengo a la altura de mi cabeza de modo que se estire hasta que el extremo inferior quede colgando a unos 20 centímetros del suelo. Imagina ahora que mi mano suelta el extremo superior. Oviamente el resorte caerá rápidamente al suelo y a simple vista no veremos gran cosa, pero ¿cómo cae?

El físico da cuatro posibilidades:

1 – Primero cae la parte de abajo.
2 – Primero cae la parte de arriba.
3 – Ambas partes caen a la vez.
4 – Una parte sube y la otra baja hasta encontrarse en un punto intermedio, luego cae.

Antes de que veais la respuesta (a una velocidad superlenta de 300 frames por segundo) en el vídeo inferior me gustaría que eligierais mentalmente vuestra respuesta. ¿Listos? Vamos allá.

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Como véis la respuesta correcta es la segunda. La parte de arriba del resorte cae por efecto de la gravedad mientras que la parte de abajo queda en una especie de suspenso ingrávido por efecto de la tensión, esperando a que toda la extensión del muelle se pliegue sobre ella para empezar a caer.

Una de esas cosas sencillas y fascinantes que nos perdemos por tener “la mirada lenta”.

Muchas gracias a nuestro lector Milú el Bárbaro por pasarnos el enlace.

Para más información, aberron lo explicó de maravilla en fogonazos.

6 Comentarios

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Milú el BárbaroMilú el Bárbaro

¡Hey! ¡De nada!

En el enlace original hay un tercer vídeo, respuesta a la pregunta planteada al final del segundo, aunque no tiene mucho misterio.

PD: Qué guay, he aportado un minúsculo granito de arena a Amazings :)

pepepepe

La velocidad de contraccion del muelle es similar a la que ejerce la gravedad por eso la parte de abajo parece que queda quieta.

AstrolfoAstrolfo

Pero, según mi intuición, la respuesta depende de la constante de restauración del muelle, por lo que sin que nos digan cuál es, es difícil saber la respuesta a priori. Efectivamente, como dice pepe, este muelle tiene una constante de restauración tal que la fuerza ejercida en la parte de abajo es similar en magnitud a la fuerza de la gravedad.

AbraxasAbraxas

Me temo que no. Esto lo vi hace ya un tiempo en otro blog y, si mal no recuerdo, la constante elástica no influía en el resultado. En los vídeos (de nuevo, si mal no recuerdo) lo explican.

Cuando liberas el muelle, a la parte de arriba la arrastra hacia abajo la fuerza de la gravedad, a la vez que la energía potencial del muelle tira hacia arriba de la parte de abajo, haciendo que una fuerza compense la otra quedando la parte de abajo en equilibrio. La constante elástica influye en la velocidad de contracción del muelle, no en el resultado final.

Juan IgnacioJuan Ignacio

La constante de restauración influirá en la longitud que tendrá el muelle justo antes de soltar el extremo superior, es decir, cuando la tensión del muelle se equilibra con la gravedad.

A continuación, el resultado del experimento será el mismo (extremo inferior estático hasta la llegada del extremo superior) independientemente del valor de la constante de restauración. La clave está en que el experimento comienza después de haber equilibrado la tensión (con su constante de restauración asociada) con la gravedad.

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