Velocidades, etc.

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

• Fisika

En los últimos trabajos nos hemos ocupado de las peculiaridades de los fluidos, y antes de ellos hemos tenido la luz, el sonido y el calor en este apartado de Gozando de la Física; en esta ocasión, queremos abrir la puerta de otro apartado de gran importancia en la Física: Mecánica. Y para empezar con Mecánica partimos de la velocidad de algunos móviles de nuestro entorno.

Como todos sabemos, el récord mundial de 100 metros está por debajo de los 10 segundos. Si aceptamos este número para nuestro cálculo, esto significa que en un segundo se hacen 10 metros, por lo que a una hora, es decir, 3.600 segundos, a veinte kilómetros. Pero lo que está claro es que para un ser humano es imposible, hacer 100 metros a esa velocidad es una cosa y seguir esa velocidad a una hora es muy otra. Un peatón normal puede caminar rápido y caminar durante 1,5 metros por segundo a esa velocidad, es decir, aproximadamente 5 kilómetros por hora, mientras que el corredor puede recorrer muy poco tiempo a la velocidad máxima antes mencionada.

En nuestra vida cotidiana, muchas veces tomamos como ejemplo el dibujo o la tortuga para expresar la lentitud de una cosa u otra. Los caracoles son realmente lentos, su velocidad es sólo de 5,4 metros por hora, es decir, mil veces menos de edad que la de un hombre a pie. La tortuga también es lenta y va mucho más rápido que el rayo, ya que la tortuga recorre 70 metros por hora.

Hemos dicho que el ser humano es mucho más rápido que el caracol o la tortuga, pero perdemos esa ventaja comparativa con otros animales de nuestro entorno o con los fenómenos de la Naturaleza. Es cierto que si lo comparamos con la corriente de agua de un río de una llanura, nuestra velocidad puede ser igual que la del agua, y también con la del viento normal. Pero al coger una mosca, teniendo en cuenta que ésta suele tener una velocidad de cinco metros por segundo, el hombre necesitaría esquís para cazar la mosca; y qué decir si mencionáramos una liebre, un perro, un caballo o un águila.

Sin embargo, el ser humano es más rápido que todos los animales mencionados anteriormente, pero para ello debemos tener en cuenta las máquinas creadas a través de su inteligencia. En los últimos años, el ser humano ha diseñado motores flotantes que superan los ochenta kilómetros por hora. Y además, en tierra puede ir mucho más rápido que en el agua: los trenes convencionales hacen 150 kilómetros por hora y los trenes de alta velocidad mucho más, ¿qué decir de los coches? Nuestro coche más pequeño también puede alcanzar 180 kilómetros por hora.

Y cuando pasamos de tierra a aire las velocidades adquieren números mucho mayores. En la actualidad, un avión de reacción normal puede alcanzar una velocidad media de mil kilómetros por hora. Hace no muchos años, un problema en la aviación era superar la “barrera del sonido” (1.200 kilómetros por hora). En la actualidad hay muchísimos aviones que pueden alcanzar una velocidad del doble al triple.

Pero, a pesar de que estas velocidades son muy altas, el hombre ha inventado aparatos de velocidad mucho mayor. El primer satélite artificial, el Sputnik, fue lanzado a una velocidad superior a los 28.000 kilómetros por hora, casi 8 kilómetros por segundo. Y los cohetes interplanetarios se han lanzado a una velocidad conocida como “segunda velocidad cósmica”, es decir, a 11,2 kilómetros por segundo, hasta llegar a la Luna, Marte y Venus.

Después del tiempo

Si a las ocho de la mañana partimos en avión de Vladivostok, ¿podríamos llegar a Moscú a las ocho de la mañana del mismo día? Esta pregunta, por un lado, no es una tontería y, por otro, su respuesta es afirmativa. Para entender esta respuesta, necesitamos saber que la diferencia entre los ejes horarios de Vladivostok y Moscú es de nueve horas, por lo que el avión puede recorrer la distancia entre estas dos ciudades en nueve horas, y así, la hora que marcarán los relojes de esta ciudad al llegar a Moscú será la misma que marcaron los de Vladivostok al comenzar el vuelo: Entre Vladivostok y Moscú hay 9.000 kilómetros. Por lo tanto, el avión deberá tener una velocidad de 9.000 : 9 = 1.000 km/h, lo que no es un problema del otro mundo.

En latitudes polares la velocidad necesaria para “adelantar al Sol” (mejor dicho a la tierra) es mucho menor. Así, en Nueva Zelanda, por ejemplo, en el paralelo 77, la distancia recorrida por un avión a 150 km/h es la misma que hace un punto de la Tierra al girar la Tierra sobre su propio eje en el mismo tiempo. Para los pasajeros de este avión el Sol estará parado, como suspendido del cielo, y la noche nunca llegará (para que esto ocurra, claro está, el avión tiene que tener una dirección adecuada).

“Adelantarse a la Luna” es mucho más fácil en su gira alrededor de la Tierra. La Luna alrededor de la Tierra, esta última se mueve veintinueve veces más lentamente que alrededor de su eje (a la hora de realizar esta comparación tenemos en cuenta sus velocidades de ángulo y no de línea). Por lo tanto, un barco típico a 25 km/h puede “adelantarse” a la Luna en latitudes medias.

El escritor estadounidense Mark Twain utiliza este fenómeno en su trabajo en el Extranjero. Escribió que “en un viaje de Nueva York a Azores, el tiempo del verano era maravilloso y las noches más maravillosas que los días.

Durante las noches descubrimos un fenómeno sorprendente: La luna aparecía cada noche a la misma hora y en el mismo lugar del amasado. El tema de este particular comportamiento de la Luna fue en principio un misterio para nosotros, pero luego lo entendimos. El motivo era que, en una longitud geográfica de 20 minutos por hora, avanzábamos a velocidad, es decir, nuestra velocidad era suficiente para que la Luna no nos adelantara”.

Valores de ciertas velocidades

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