Después de casi tres semanas de ausencia, heme aquí de nuevo. No temáis, no me he olvidado de vosotros. Simplemente, he estado un poco más ocupado de lo habitual debido a mi participación en la “VI Semana de la Ciencia y la Tecnología de la Universidad de Oviedo”. Este año he tenido la oportunidad de impartir tres conferencias a los estudiantes de enseñanza secundaria y bachillerato de mi región. El título de las conferencias ha sido “Los superhéroes contra las leyes de la Física”. Podéis encontrar una reseña en la prensa regional, concretamente en el diario El Comercio, en su edición del viernes 17 de noviembre (un reportaje de Marifé Antuña). Además, hoy mismo me han hecho una entrevista en la emisora de Onda Cero de Gijón, en concreto en el programa “Gijón en la onda”, dirigido por Guillermo Figueroa. Así que ya veis que “la fama cuesta…”.En fin, después de todo este ajetreo mediático, vuelvo a poner manos a la obra y ataco de nuevo con una de Supermán (así aprovecho el material de la semana pasada). Que el hombre de acero es un ser capaz de casi cualquier proeza imaginable es algo que seguramente todos compartís. Pero es que hay hazañas que, aunque no lo parezca, no dependen de sus superpoderes, sino de la propia Naturaleza y de las leyes físicas que rigen su comportamiento. Pongamos un ejemplo. Si ya habéis visto la última película de nuestro querido superhéroe, Superman returns, recordaréis la escena en la que un villano le dispara municiones a granel con una ametralladora de cañón rotatorio, mientras el último hijo de Krypton avanza sin inmutarse a la vez que las balas rebotan en su pecho. En vista del nulo efecto de las mismas, el malvado decide usar un recurso aparentemente más eficaz: decide disparar una pistola a escasa distancia del ojo de Supermán. Craso error. La bala rebota en la pupila y cae al suelo aplastada.
No voy a comentar este segundo hecho, sino el primero. ¿Qué ocurre cuando los proyectiles alcanzan el pecho de Supermán y rebotan? ¿Podrá el hombre de acero seguir avanzando hacia su enemigo? Pues bien, la fuerza que nos permite avanzar cuando caminamos no es otra que el rozamiento con el suelo. Esta fuerza de fricción es directamente proporcional a la reacción que el suelo ejerce sobre nosotros (si no existiese esta fuerza, nos hundiríamos en él), siendo el coeficiente de proporcionalidad el denominado coeficiente de rozamiento. En el caso de que estemos quietos, experimentamos el rozamiento estático y en cuanto nos ponemos en marcha, el rozamiento se llama dinámico o cinético, siendo éste último ligeramente inferior al primero. Algunos valores típicos del coeficiente de rozamiento son los siguientes: entre dos superficies, una de madera y otra de cuero, vale 0,4 para el estático y 0,3 para el cinético; entre dos bloques de hielo 0,1 y 0,03, respectivamente; 0,5 y 0,4 para el acero con el latón. Para el caucho al deslizar sobre cemento seco el coeficiente de rozamiento estático asciende hasta 1,0 y el dinámico hasta 0,8. Si suponemos que las botas rojas de Supermán presentan un coeficiente de rozamiento de 1,0 cuando se está acercando a la ametralladora, la fuerza de fricción que está experimentando es de unos 900 Newton (la reacción normal sobre el suelo es exactamente igual al peso de Supermán) que le está empujando hacia adelante. Sin embargo, tiene también una fuerza actuando en sentido contrario que se opone a su avance. Esta fuerza es la que le proporcionan las balas de la ametralladora al impactar en su cuerpo. Se puede estimar esta fuerza con la ayuda de la segunda ley de Newton y dando por hecho que la munición colisiona de forma que, tras rebotar, se mueve en sentido contrario con la misma velocidad. Vamos a imaginar que la infame ametralladora que intenta acabar con la vida del “superhéroe de los superhéroes” es capaz de escupir proyectiles a razón de 2000 cada minuto. Además, consideremos que la masa de cada uno de ellos es de unos 30 gramos y que viajan a la velocidad de 500 m/s. Introducimos estos datos en la ecuación correspondiente, agitamos un poco la mezcla y … voilà: la fuerza que se opone al avance de Supermán es de 1000 Newton, es decir, 100 Newton superior a la de rozamiento que le permite avanzar. Conclusión: Supermán siente una fuerza neta hacia atrás de 100 Newton y, por lo tanto, debería retroceder continuamente con una aceleración constante ligeramente por encima de 1 metro por segundo en cada segundo. Por supuesto que podéis darle confianza a las botas de nuestro amigo y concederles un coeficiente de rozamiento mayor con el suelo, con lo cual podrían ser capaces de superar a la fuerza de retroceso producida por los impactos de las balas. Pero también yo podría aumentar la velocidad de éstas, o el ritmo al que salen del arma. Ahí queda eso…
23 comentarios:
Podemos supopner que, como Supermán puede volar, se impulsa hacia delante con ese poder para conpensar la escasez de rozamiento de sus suelas.
Nos ha gustado mucho el poder leer y escuchar el buen hacer de un profesor de Universidad en la prensa de estos días así como en la entrevista de radio de hoy. Parece una muy buena forma de acercar los conceptos de la Física, (no siempre fáciles de entender y algunas veces mucho menos de explicar), muy interesante y entretenida. Animamos a Sergio a seguir adelante con su buen hacer y ojalá en un futuro muy cercano quizás veamos plasmada su obra en algo mucho más sólido (¿libro?), seguro que tendría muy buena acogida entre su audiencia. Otro día nos dedicaremos a la crítica, (siempre constructivamente hablando), pero hoy toca hacer un poco de halago, que a nadie le amarga un dulce y cuando toca, toca....
Muchísimas gracias por los halagos. Es cierto que, de vez en cuando, te dan ánimos para continuar. En cuanto a la prensa, creo que está demasiado saturada de política y que el mundo de la Ciencia ocupe un par de páginas en algunas ocasiones es estupendo. Sin embargo, sigue siendo tan sólo unn granito de arena casi insignificante. Agradezco desde aquí, de nuevo, a Marifé Antuña y al diario El Comercio por el artículo tan agradable que publicaron sobre la Física y los superhéroes. También a Guillermo Figueroa y a Onda Cero por hacerme un hueco de 10 minutos en su programa "Gijón en la onda". Y, por supuesto, a todos los institutos de secundaria que habéis asistido esta semana pasada a mis conferencias. A ver si repetimos el próximo año. Si me guardáis el secreto os diré en total primicia que atacaré de nuevo con algo sobre Star Wars o quizás con la Física de James Bond.
En cuanto a lo que decís de la crítica (constructiva) bienvenida sea y si sirve para mejorar esta labor que vengo haciendo con tanta ilusión, pues tanto mejor. Eso sí, no seais demasiado duros conmigo, que uno también tiene su corazoncito...
gran post pero no me ha quedado claro lo de la fricción.
¿puedes aclararlo?
Necesito que seas un poco más concreto. ¿Qué es exactamente lo que no te queda claro?
lo que no me queda claro es que la fuerza que experimenta superman es opuesta y del mismo valor que el peso. no veo toda la relación con la fricción. deberia creo de ser menor y no igual al peso. no dependeria de la superficie de las suelas? porque imagina que se tumba y el coeficiente de fricción de su cuerpo es el mismo que las suelas, habrá más superficie y pienso no se moveria de igual forma, aunque quiza me equivoque!!
gracias espero que no sea molestia, hace años que estudie todo esto ...
La fuerza de rozamiento es algo que todavía no está comprendido de forma satisfactoria. Sin embargo, está comprobado experimentalmente que es directamente proporcional a la fuerza normal de reacción del suelo sobre el cuerpo que se encuentre apoyado en él. Además, no depende en absoluto del área de la superficie en contacto, es decir, la fuerza de rozamiento es idéntica sobre un elefante cuando está apoyado sobre sus cuatro patas o cuando sólo lo haga sobre dos. Además, si la fuerza de reacción normal que ejerce el suelo hacia arriba no fuese idéntica al peso, el cuerpo no permanecería en reposo en la dirección vertical, sino que se movería hacia arriba o hacia abajo dependiendo de que fuera mayor la normal o el peso, respectivamente. Espero haberte ayudado y tranquilo/a, que no es molestia.
vale, no me has ayudado. pero que opinas de la fuerza de Van der Waals. algo debe influir además en un post anterior hablas de ella creo que en más dura será la caída, ahí si que influye la superficie! se que será casí despreciable o no tanto. que opinas?
gracias
Con lo bien que lo expliqué y resulta que no te he ayudado. Creo que voy a llorar (sic). Verás, la fuerza de adhesión (van der Waals) es algo diferente a la de rozamiento. La prueba la tienes en que una araña es capaz de moverse por un techo a pesar de que su peso y la fuerza de rozamiento (que es directamente proporcional a la reacción normal del techo sobre la araña) están dirigidas hacia abajo. No hay más remedio que exista una fuerza hacia arriba que equilibre la suma de las dos anteriores. En caso contrario, la mosca se caería de cabeza. Pues bien, esa fuerza es la de adhesión. En el caso de Superman (y de cualquier otra persona o cosa), claro que existe también. Cuando superman está de pie sobre el suelo, sobre él actúan la fuerza de rozamiento (hacia delante), su peso (hacia abajo), la reacción normal del suelo (hacia arriba) y la fuerza de adhesión (hacia abajo). Como no se mueve en la dirección vertical, la normal debe ser igual a la suma de su peso y la fuerza de adhesión. Pero, recuerda que esta última es mucho más pequeña que el peso, para cuerpos grandes. Luego, el cociente entre la fuerza de rozamiento y la de adhesión también será proporcional al tamaño del cuerpo. Por lo tanto, en el caso de Superman (o cualquier objeto de tamaño considerable) la fuerza de adhesión es despreciable frente a la de rozamiento. Por eso, aquella suele despreciarse frente a ésta y no se tiene en cuenta.
Si ahora no lo entiendes, te juro que mañana mismo llamo a las autoridades competentes y pido que me reduzcan el sueldo.
si que lo entendí, y tengo claro lo que has explicado, pero es como sino me acabase de cuadrar. supongo que les paso lo mismo a los que según la leyenda miraban a galileo tirar dos pesos, salir juntos y finalmente caer juntos. pero aún así gracias por todo,
te has currado un blog interesante en el que nunca dejo de aprender.
saludos
Hola, felicidades por tu blog, está bastante bien pero hay cosas con las que no estoy deacuerdo en tu planteamiento. Me parece que hay que olvidas y que hace posible que esa escena fuera físicamente viable. Los superpoderes de Superman. De igual forma que el poder que le permite volar supone que su cuerpo es capaz de variar la fuerza que la gravedad ejerce sobre el, podría incrementar esta fuerza de gravedad también de forma positiva, con lo cual podría hacer que el peso de su cuerpo se incrementara sin incrementar el volumen (haciendolo más denso) y que por ende, nuestro superhéroe pudiera avanzar hacia adelante sin problemas.
Un saludo.
Querido/a Akuma:
Estoy parcialmente de acuerdo contigo en que si Supermán fuera capaz de aumentar su densidad, podría llegar a realizar la hazaña de la que estamos hablando. Sin embargo, tengo que decirte que para ello (sigo considerando velocidades no relativistas para no complicar en exceso el problema) su masa debería incrementarse hasta los 18 millones de billones de kilogramos. En alguna otra ocasión os he comentado que en todo sistema aislado la masa total debe mantenerse constante. ¿De dónde saca Supermán la masa necesaria? Pues no le queda más remedio que hacerlo a través de la ecuación de Einstein que relaciona la masa y la energía, es decir, debe transformar energía en masa. Y aquí viene la gran pega, pues se necesitarían aproximadamente 380 millones de billones de megatones o, lo que es lo mismo, el equivalente a 25.000 billones de arsenales nucleares terrestres. ¿De dónde extrae esa energía Supermán? Además, sigue teniendo el problema del sentido de rotación equivocado. Puede que para cuando se diese cuenta fuese ya demasiado tarde.
Hola Sergio, no creo que haga falta que Superman "engorde" (jejeje) tanto para hacer esa hazaña. Puedes comprobarlo fijandote en que no creo que el soporte de la metralleta que aparece en las imagenes tenga mucho peso ni siquiera mucha estabilidad porque si te fijas el hombre que sujeta la metralleta la sostiene con un sistema de grua y una terminación en polea (debe ser por lo que pesa dicha metralleta), de manera que practicamente el sólito esta realizando la fuerza de empuje contraria a la que ejercen las balas sobre la metralleta al salir de esta (recuerda aquello de que la fuerza ejercida por las balas en la metralleta es inversamente proporcional a las mismas) e incluso se permite aguantar en un ángulo completo de 90º y practicamente en vertical. Es decir, según lo que debe pesar dicha metralleta y lo que ese tio puede ejercer de fuerza contraria, este debería de haber salido por los aires junto con la grua. Por lo tanto, algo falla en la ecuación, en mi opinión me da a mi que esos proyectiles o son lanzados en menos cantidad de 2000 al minuto o son lanzados con menor fuerza y por tanto con menos velocidad de 500 m/s. o pesan menos de 30g.
En cualquier caso, imaginemos que la grua es capaz de soportar en polea el peso de la metralleta ademas de la fuerza contraria a la que lanza los proyectiles (increible pero imaginemoslo) con un ángulo de 90º. Bueno pues Superman sólo tendría que aumentar su densidad, pero en mi opinión lo haría transformando los átomos de su cuerpo en elementos más pesados, es decir, el cuerpo de Superman encerraría un sistema de fusión-fisión de manera que podría incluso crear nuevos elementos debido a que proviene de un planeta distinto a la tierra en el que pudiera haber más elementos de la tabla periódica sin registrar. Si los rusos lo hacen (http://www.clarin.com/diario/1999/01/30/e-04201d.htm) y también los americanos (http://www.20minutos.es/noticia/163612/0/elemento/tabla/periodica/) como no va a hacerlo nuestro héroe ;-)
Además ten en cuenta otra cosa más para modificar la ecuación, es supuesto que la energía o el halo que rodea a superman sobresale de su cuerpo 2 centimetros, ello explica que su traje no se rompa ni, se queme, ni se desgaste a pesar de todos los peligros con los que se enfrenta. Por tanto, si ese halo rodea todo su cuerpo 2 centímetros, también lo hace en la planta de sus pies y por ello que también sea capaz de modificar dicho halo para que el material de rozamiento con el suelo ofrezca muchísima más resistencia.
Por todo lo dicho anteriormente me da a mi que viniendo de Superman, si que es posible lo que se vió en esa escena ;-)
Un saludo.
Pido mil perdones. El comentario que puse estaba referido al artículo en que Supermán detiene la rotación de la Tierra. No me di cuenta de que te referías a éste. Aquí sí que es suficiente con que aumente su masa en una cantidad bastante pequeña, ya que la diferencia entre la fuerza de rozamiento y la debida al empuje de las balas no es muy grande. Tampoco hacce falta imaginar todas esas cosas que dices, pero en fin, la imaginación al poder. Pido excusas de nuevo por mi lapsus. De todas formas, complementa muy bien a lo de los "liftings". ¿No estás de acuerdo?
Podemos supopner que, como Supermán puede volar, se impulsa hacia delante con ese poder para conpensar la escasez de rozamiento de sus suelas.
Iba a poner lo mismo y me lo has quitado jejeje.
Acabo de descubrir tu blog en hispaciencia y me encanta. ;-)
Hombre el resto de cosas que imagino son posibilidades por las cual Superman puede volar... Ya que no se me ocurre ninguna otra forma física de que pueda hacerlo.
Si te fijas, cuando Superman está cerca de un trozo de su antgüo planeta, este pierde los poderes e incluso va muriendo. La verdad es que es algo raro ya que a sus padres se les veia tan campantes en su planeta sin tener ningún efecto secundario, pero resulta que a Superman no. Además ten en cuenta que resulta que Superman no puede atravesar el plomo con su vision de rayos X (los rayos X ya tienen que ver con reacciones de átomos que traspasan ciertos materiales) pero si se sienta o esta pegadito al recipiente de plomo que contiene la kriptonita, no le pasa nada. Si no recuerdo mal, el plomo se utilizaba en los reactores nucleares como aislante (¿o me estoy confundiendo?) por lo que puede evitar la radiación de la kriptonita. Sin embargo, me parece a mi que los meteoritos que caen en la tierra no son radiactivos, y sin embargo la kriptonita emite algún tipo de radiación que afecta a Superman.
Por todo lo anteriormente expuesto me da a mi que Superman debe de tener algún sistema de fusión-fisión en su cuerpo extraterrestre que hace que sus poderes sean posibles. Lo que yo aún no entiendo es porque se supone que sus poderes aumentan cuando está más cerca del sol, ¿qué podrían hacer unos fotones en un cuerpo?
Un saludo.
podrías aclarar la forma en la que has estimado que la fuerza que se opone al avance de Superman es de 1000N ? Me basta con que digas el nombre de la formula, no hace falta que la pongas explícitamente.
Muchísimas gracias
Ya lo he dicho en el artículo. Se trata de la segunda ley de Newton. Los 1000 Newton de fuerza salen de multiplicar el número de balas disparadas por unidad de tiempo por la masa de cada bala y por el doble de la velocidad de las mismas. Ten cuidado de poner las unidades adecuadas en cada magnitud.
Hola!
Como ya han comentado antes, Supermán podría tranquilamente "hacer ver" que solo usa el rozamiento (mostrando un movimiento perfectamente normal al caminar) para impresionar al pobre tipo, cuando en realidad, además del rozamiento, está usando su control sobre su posición en el espacio (volar).
Si es capaz de levantar la montañica aquella del final de la peli, con kriptonita incluída, eso otro no le cuesta nada de nada.
De hecho, este tipo de discusiones, aunque hacen unas sanas cosquillas al intelecto, siempre se pueden soslayar con un "es que usa leyes físicas que nosotros todavía no conocemos", con lo cual pasamos a inventarnos una ley física que nos convenga y de la que no tenemos que dar muchos detalles.
Bueno, lo de volar responde la duda la friccion no importa si tienes el poder de la levitacion...
Una cosa que siempre me pregunte de su poder de volar es que si era una efecto mágico, un poder seudo-psiquico o una simplemente un resultado de un impulso muy grande... creo que lo ultimo es poco probable por lo que se lee en un aritculo anterior sobre Hulk y sus saltos...
Bueno, esperando futuras publicaciones... Nos leemos...
HOLA ME PARECIO MUY INTERESANTE TU ARTICULO PERO ME GUSTARIA SABER QUE LEY FISICA VIOLENTA SUPERMAN ES Q ME LO PREGUNTARON EN UNA TAREA.. POR AHI LEI QUE ES LA SEGUNDA PERO ME GUSTARIA SABER PORKE.. GRACIAS..
Hombre, mal trabajo o tarea harás si después de leer el artículo no sabes cuál es la ley que viola Supermán. Me parece que vas a tener que estudiar con un poco más de dedicación. En fin, después de este pequeño sermón, te diré que en efecto se trata de la segunda ley de Newton. Si las balas ejercen una fuerza opuesta a la de rozamiento (que impulsa a Supermán hacia delante), nuestro héroe debe moverse en el mismo sentido que la mayor de ellas. Como la de las balas es de 1000 N y la de rozamiento es de 900 N, la respuesta es obvia.
stem pasenme las respuestas de esas preguntas no?
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