Velocitats, etc.

1998/03/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

En els últims treballs ens hem ocupat de les peculiaritats dels fluids, i abans d'ells hem tingut la llum, el so i la calor en aquest apartat de Gaudint de la Física; en aquesta ocasió, volem obrir la porta d'un altre apartat de gran importància en la Física: Mecànica. I per a començar amb Mecànica partim de la velocitat d'alguns mòbils del nostre entorn.

Com tots sabem, el rècord mundial de 100 metres està per sota dels 10 segons. Si acceptem aquest número per al nostre càlcul, això significa que en un segon es fan 10 metres, per la qual cosa a una hora, és a dir, 3.600 segons, a vint quilòmetres. Però el que és clar és que per a un ésser humà és impossible, fer 100 metres a aquesta velocitat és una cosa i seguir aquesta velocitat a una hora és molt altra. Un vianant normal pot caminar ràpid i caminar durant 1,5 metres per segon a aquesta velocitat, és a dir, aproximadament 5 quilòmetres per hora, mentre que el corredor pot recórrer molt poc temps a la velocitat màxima abans esmentada.

En la nostra vida quotidiana, moltes vegades prenem com a exemple el dibuix o la tortuga per a expressar la lentitud d'una cosa o una altra. Els caragols són realment lents, la seva velocitat és només de 5,4 metres per hora, és a dir, mil vegades menys d'edat que la d'un home a peu. La tortuga també és lenta i va molt més ràpid que el llamp, ja que la tortuga recorre 70 metres per hora.

Hem dit que l'ésser humà és molt més ràpid que el caragol o la tortuga, però perdem aquest avantatge comparatiu amb altres animals del nostre entorn o amb els fenòmens de la Naturalesa. És cert que si ho comparem amb el corrent d'aigua d'un riu d'una plana, la nostra velocitat pot ser igual que la de l'aigua, i també amb la del vent normal. Però en agafar una mosca, tenint en compte que aquesta sol tenir una velocitat de cinc metres per segon, l'home necessitaria esquís per a caçar la mosca; i què dir si esmentéssim una llebre, un gos, un cavall o una àguila.

No obstant això, l'ésser humà és més ràpid que tots els animals esmentats anteriorment, però per a això hem de tenir en compte les màquines creades a través de la seva intel·ligència. En els últims anys, l'ésser humà ha dissenyat motors flotants que superen els vuitanta quilòmetres per hora. I a més, en terra pot anar molt més ràpid que en l'aigua: els trens convencionals fan 150 quilòmetres per hora i els trens d'alta velocitat molt més, què dir dels cotxes? El nostre cotxe més petit també pot aconseguir 180 quilòmetres per hora.

I quan passem de terra a aire les velocitats adquireixen números molt majors. En l'actualitat, un avió de reacció normal pot aconseguir una velocitat mitjana de mil quilòmetres per hora. Fa no molts anys, un problema en l'aviació era superar la “barrera del so” (1.200 quilòmetres per hora). En l'actualitat hi ha moltíssims avions que poden aconseguir una velocitat del doble al triple.

Però, a pesar que aquestes velocitats són molt altes, l'home ha inventat aparells de velocitat molt major. El primer satèl·lit artificial, l'Sputnik, va ser llançat a una velocitat superior als 28.000 quilòmetres per hora, gairebé 8 quilòmetres per segon. I els coets interplanetaris s'han llançat a una velocitat coneguda com a “segona velocitat còsmica”, és a dir, a 11,2 quilòmetres per segon, fins a arribar a la Lluna, Mart i Venus.

Després del temps

Si a les vuit del matí partim amb avió de Vladivostok, podríem arribar a Moscou a les vuit del matí del mateix dia? Aquesta pregunta, d'una banda, no és una ximpleria i, per un altre, la seva resposta és afirmativa. Per a entendre aquesta resposta, necessitem saber que la diferència entre els eixos horaris de Vladivostok i Moscou és de nou hores, per la qual cosa l'avió pot recórrer la distància entre aquestes dues ciutats en nou hores, i així, l'hora que marcaran els rellotges d'aquesta ciutat en arribar a Moscou serà la mateixa que van marcar els de Vladivostok en començar el vol: Entre Vladivostok i Moscou hi ha 9.000 quilòmetres. Per tant, l'avió haurà de tenir una velocitat de 9.000 : 9 = 1.000 km/h, la qual cosa no és un problema de l'altre món.

En latituds polars la velocitat necessària per a “avançar al Sol” (més ben dit a la terra) és molt de menor. Així, a Nova Zelanda, per exemple, en el paral·lel 77, la distància recorreguda per un avió a 150 km/h és la mateixa que fa un punt de la Terra en girar la Terra sobre el seu propi eix en el mateix temps. Per als passatgers d'aquest avió el Sol estarà parat, com suspès del cel, i la nit mai arribarà (perquè això ocorri, és clar, l'avió ha de tenir una direcció adequada).

“Avançar-se a la Lluna” és molt més fàcil en la seva gira al voltant de la Terra. La Lluna al voltant de la Terra, aquesta última es mou vint-i-nou vegades més lentament que al voltant del seu eix (a l'hora de realitzar aquesta comparació tenim en compte les seves velocitats d'angle i no de línia). Per tant, un vaixell típic a 25 km/h pot “avançar-se” a la Lluna en latituds mitjanes.

L'escriptor estatunidenc Mark Twain utilitza aquest fenomen en el seu treball a l'Estranger. Va escriure que “en un viatge de Nova York a Açores, el temps de l'estiu era meravellós i les nits més meravelloses que els dies.

Durant les nits descobrim un fenomen sorprenent: La lluna apareixia cada nit a la mateixa hora i en el mateix lloc del pastat. El tema d'aquest particular comportament de la Lluna va ser en principi un misteri per a nosaltres, però després ho vam entendre. El motiu era que, en una longitud geogràfica de 20 minutos per hora, avançàvem a velocitat, és a dir, la nostra velocitat era suficient perquè la Lluna no ens avancés”.

Valors de certes velocitats

Marrasquillo1,5 mm/s5,4 m/hDordoka20 mm/s72 m/hPisado1 m/s3,6 km/hHombre apoyo1,4 m/s5 km/hCaballo pauso1,7 m/s6 km/hCaballo trostan3,5 m/s12,6 km/hEulia5km/s18 km/hRuido