No hace mucho, en Microsiervos lanzaban la siguiente pregunta sobre física recreativa:
Si hay un globo de helio en equilibro dentro de un coche cerrado, sujeto por su cuerda, y arrancas para acelerar… ¿Hacia dónde se moverá el globo?
a) Hacia el fondo del coche
b) Hacia la parte delantera del coche
c) Hacia el suelo del coche
d) No se mueve
Como imaginaréis, la respuesta no es del todo obvia. El artículo enlazaba al siguiente vídeo en el que puede verse el experimento en acción:
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=y8mzDvpKzfY[/youtube]
¿Sorprendido?
Pues quizá le sorprenda aún más saber que podemos aprender algo de física básica gracias a éste extraño fenómeno. Como conocimiento previo, basta solo saber una cosa:
Los globos flotan hacia arriba.
Pero, ¡un momento!, ¿qué significa exactamente «hacia arriba»? Parece un concepto sencillo, pero rápidamente uno encuentra problemas: por ejemplo
- Mi «arriba» no es el mismo «arriba» que el de un habitante de Australia. Luego no hay un solo «arriba», sino muchos.
- ¿«Arriba» es la dirección perpendicular al suelo?, ¿y si estoy en una ladera?
- ¿Qué es «arriba» para un astronauta en ingravidez?
La respuesta es que «arriba» se suele definir como el sentido opuesto al de la caída de la plomada. O dicho en fino, la misma dirección, pero con distinto sentido, que el vector de gravedad local.
Si los globos flotan hacia arriba, y arriba es la dirección opuesta a la que cae la plomada… ¡es normal que el globo y plomada se comporten justo al revés!
Todo este asunto da pie a hablar de un asunto profundísimo (demasiado para tratarlo en el presente artículo): ¿por qué una aceleración parece cambiar la dirección de la gravedad? Muchos de ustedes sabrán que, precisamente, la gravedad es una aceleración. Pero, ¿no es ésto un poco raro?, ¿la aceleración no tenía que ver con movimiento?
Aunque no lo crean, observaciones aparentemente sencillas como éstas encierran el germen de nada más y nada menos que la teoría de la relatividad general… con sus exóticas y fascinantes conclusiones: entre las que se encuentran la indistinguibilidad entre masa inercial y masa pesante, y la indistinguibilidad entre gravedad y aceleración. Piensen en ello la próxima vez que suban a un coche con un globo, o, más probablemente, cuando se peguen al asiento de su coche al pisar el acelerador.
Extra:
Para los más aficionados a la física y las matemáticas, veremos cómo se puede utilizar una plomada (o un globo) junto con un transportador de ángulos para estimar la aceleración del vehículo. Basta con un sencillo diagrama de vectores:
Sabiendo el valor de g (los famosos 9,8 m/s^2 que aprendimos en el cole, salvo que nos lea usted desde un planeta distinto de la Tierra), es fácil calcular el de a midiendo el ángulo A.
Como dicen que por cada fórmula matemática se pierden cien lectores potenciales, invito a los lectores a dejar la respuesta en los comentarios: ¿cómo calcular la magnitud de a en función del ángulo A?
Pablo Rodríguez (Guadalajara, España, 1984) se siente inclinado de un modo casi suicida hacia las cosas complicadas. Esta cualidad le ha llevado a convertirse en físico, malabarista, ilusionista aficionado y humorista de cuarta categoría. Actualmente trabaja como experto en computación científica en el Netherlands eScience Center. Más información aquí