Que se rompa sin moverse

Es increíble como los karatekas pueden destruir ladrillos o bloques de cemento con un sólo golpe de su fuerza poderosa.

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Karateka poderoso destruyendo una pila de ladrillos.

Parece que tienen poderes sobrenaturales, pero esto se debe al principio de la inercia, mejor conocida como la Primera Ley de Newton. Esta dice que “todo cuerpo permanece en su estado de reposo o movimiento rectilíneo y uniforme hasta que una fuerza lo saque de ese estado”. Es decir, que si un cuerpo no recibe fuerzas o las fuerzas que recibe se anulan todas, entonces al cuerpo le gusta quedarse como está.
Las tan famosas tres leyes de Newton (a ver, a ver, seguro que se las saben recitadas de memoria) se pueden resumir en una sola: la segunda. Pero no en la forma de fuerza es igual a masa por aceleración, sino en la forma moderna, (poniendo cara de enciclopedia) de que la fuerza es igual a la derivada del momento con respecto al tiempo.
Es decir:
F = \frac{d\vec{p}}{dt}
¿Que qué que qué que qué?
Más despacio, más despacio. Primero, el momento es la cantidad de movimiento que tiene un cuerpo, y tiene que ver con que tanta masa tiene el cuerpo y con la velocidad que lleva. Un cuerpo idéntico a otro que tiene mayor velocidad que el primero, tendrá más momento. Y un cuerpo A viajando a la misma velocidad, pero más masivo que otro cuerpo æ, tendrá más momento. Entonces el producto de la masa por la velocidad es el momento.

Y la fuerza promedio sobre un cuerpo es qué tanto cambia el momento en el tiempo.
Es decir
F = \frac{\Delta(m\vec{v})}{\Delta t}

(Si agarramos los elementos de tiempo chiquititos chiquititos, llegamos a la derivada)
O desarrollando,
F = m(\frac{\Delta\vec{v}}{\Delta t})+v(\frac{\Delta m}{\Delta t})

En el golpe karateka, supongamos que la masa del objeto que golpea no cambia. Pero el karateka le da a las partes del ladrillo o de la madera un aumento grande de la velocidad. Si tiene una técnica lo suficientemente buena, y el objeto es lo suficientemente rígido el karateka logrará que el tiempo en el que pasa el golpe (llamado tiempo de contacto) sea muy pequeño y por lo tanto, la fuerza que se imprime sobre el cuerpo sea muy grande y se rompe. Pero si la mano del karateka rebota en la superficie, o el objeto se flexiona al recibir el golpe: ¡ouch! El tiempo de contacto es mayor; la fuerza no es la suficiente para romper el bloque y la fuerza se le regresa a la mano del karateka.

Ustedes pueden sentirse karatekas y usar la inercia como superpoder, con los siguientes experimentos, que van aumentando de nivel de dificultad (atención, el Imperio de la Ciencia no se hace responsable por rotura de objetos frágiles).

  1. Pongan una pila de cajetillas de cerillos vacías. Con una regla delgada, empujen rápidamente una de ellas. Si lo hacen lo suficientemente rápido, saldrá proyectada la cajetilla que golpearon y las demás caerán en su lugar.
  2. Sostengan dos aros de papel idénticos en los filos de dos cuchillos. De los aros sostengan un bambú o una caña lo más seca posible (¿por qué tiene que estar seca?). Su reto es, con un bastón rígido, dar un golpe lo suficientemente enérgico para que la caña se rompa sin que los cuchillos corten los aros de papel.
  3. Similar al anterior, pero ahora, suspendiendo la caña de dos alfileres puestas sobre dos copas. Si usan la inercia bien, lograrán romper la caña sin que se rompan las copas ni que se derrame líquido de ellas.
  4. Y por último. En una mesa con un mantel, donde haya objetos no tan pesados (es decir que no aplasten el mantel, evitando que se mueva), con un tirón enérgico y hacia abajo, pueden quitar el mantel sin que se muevan los objetos sobre él colocados.

Les pongo un video donde se muestra este experimento. ¿Por qué el segundo mesero falla?

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6 comentarios el “Que se rompa sin moverse

  1. ¡Yo he roto ladrillos, tablas y demás! Lo malo es que las tablas no siempre con intención…
    Excelente entrada, muy bien explicada y de un tema muy interesante.
    Algún día tendré que hacer los experimentos que mencionas… aunque creo que el del mantel no.

  2. Pingback: Rotando para no caerse « Imperio de la Ciencia

  3. Pingback: Nuestro hermoso jitomate « Imperio de la Ciencia

  4. Pingback: Letalidad de proyectiles ¡Bang! ¡Prruuuuum! ¡Pum! ¡Ratatatata! « Imperio de la Ciencia

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