Velocidades, etc.

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

• Fisika

Nos últimos traballos ocupámonos das peculiaridades dos fluídos, e antes deles tivemos a luz, o son e a calor neste apartado de Gozando da Física; nesta ocasión, queremos abrir a porta doutro apartado de gran importancia na Física: Mecánica. E paira empezar con Mecánica partimos da velocidade dalgúns móbiles da nosa contorna.

Como todos sabemos, a marca mundial de 100 metros está por baixo dos 10 segundos. Si aceptamos este número paira o noso cálculo, isto significa que nun segundo fanse 10 metros, polo que a unha hora, é dicir, 3.600 segundos, a vinte quilómetros. Pero o que está claro é que paira un ser humano é imposible, facer 100 metros a esa velocidade é una cousa e seguir esa velocidade a unha hora é moi outra. Un peón normal pode camiñar rápido e camiñar durante 1,5 metros por segundo a esa velocidade, é dicir, aproximadamente 5 quilómetros por hora, mentres que o corredor pode percorrer moi pouco tempo á velocidade máxima antes mencionada.

Na nosa vida cotiá, moitas veces tomamos como exemplo o debuxo ou a tartaruga paira expresar a lentitude dunha cousa ou outra. Os carafio son realmente lentos, a súa velocidade é só de 5,4 metros por hora, é dicir, mil veces menos de idade que a dun home a pé. A tartaruga tamén é lenta e vai moito máis rápido que o raio, xa que a tartaruga percorre 70 metros por hora.

Dixemos que o ser humano é moito máis rápido que o caracol ou a tartaruga, pero perdemos esa vantaxe comparativa con outros animais da nosa contorna ou cos fenómenos da Natureza. É certo que si o comparamos coa corrente de auga dun río dunha chaira, a nosa velocidade pode ser igual que a da auga, e tamén coa do vento normal. Pero ao coller una mosca, tendo en conta que esta adoita ter una velocidade de cinco metros por segundo, o home necesitaría esquís paira cazar a mosca; e que dicir si mencionásemos una lebre, un can, un cabalo ou un aguia.

Con todo, o ser humano é máis rápido que todos os animais mencionados anteriormente, pero paira iso debemos ter en conta as máquinas creadas a través da súa intelixencia. Nos últimos anos, o ser humano deseñou motores flotantes que superan o oitenta quilómetros por hora. E ademais, en terra pode ir moito máis rápido que na auga: os trens convencionais fan 150 quilómetros por hora e os trens de alta velocidade moito máis, que dicir dos coches? O noso coche máis pequeno tamén pode alcanzar 180 quilómetros por hora.

E cando pasamos de terra a aire as velocidades adquiren números moito maiores. Na actualidade, un avión de reacción normal pode alcanzar una velocidade media de mil quilómetros por hora. Hai non moitos anos, un problema na aviación era superar a “barreira do son” (1.200 quilómetros por hora). Na actualidade hai moitísimos avións que poden alcanzar una velocidade do dobre ao triplo.

Pero, a pesar de que estas velocidades son moi altas, o home inventou aparellos de velocidade moito maior. O primeiro satélite artificial, o Sputnik, foi lanzado a unha velocidade superior aos 28.000 quilómetros por hora, case 8 quilómetros por segundo. E os foguetes interplanetarios lanzáronse a unha velocidade coñecida como “segunda velocidade cósmica”, é dicir, a 11,2 quilómetros por segundo, até chegar á Lúa, Marte e Venus.

Despois do tempo

Si ao oito da mañá partimos en avión de Vladivostok, poderiamos chegar a Moscova ao oito da mañá do mesmo día? Esta pregunta, por unha banda, non é una bobada e, por outro, a súa resposta é afirmativa. Paira entender esta resposta, necesitamos saber que a diferenza entre os eixos horarios de Vladivostok e Moscova é de nove horas, polo que o avión pode percorrer a distancia entre estas dúas cidades en nove horas, e así, a hora que marcarán os reloxos desta cidade ao chegar a Moscova será a mesma que marcaron os de Vladivostok ao comezar o voo: Entre Vladivostok e Moscova hai 9.000 quilómetros. Por tanto, o avión deberá ter una velocidade de 9.000 : 9 = 1.000 km/h, o que non é un problema do outro mundo.

En latitudes polares a velocidade necesaria paira “adiantar ao Sol” (mellor dito á terra) é moito menor. Así, en Nova Zelandia, por exemplo, no paralelo 77, a distancia percorrida por un avión a 150 km/h é a mesma que fai un punto da Terra ao virar a Terra sobre o seu propio eixo no mesmo tempo. Paira os pasaxeiros deste avión o Sol estará parado, como suspendido do ceo, e a noite nunca chegará (para que isto ocorra, está claro, o avión ten que ter una dirección adecuada).

“Adiantarse á Lúa” é moito máis fácil na súa xira ao redor da Terra. A Lúa ao redor da Terra, esta última móvese vinte e nove veces máis lentamente que ao redor do seu eixo (á hora de realizar esta comparación temos en conta as súas velocidades de ángulo e non de liña). Por tanto, un barco típico a 25 km/h pode “adiantarse” á Lúa en latitudes medias.

O escritor estadounidense Mark Twain utiliza este fenómeno no seu traballo no Estranxeiro. Escribiu que “nunha viaxe de Nova York a Azores, o tempo do verán era marabilloso e as noites máis marabillosas que os días.

Durante as noites descubrimos un fenómeno sorprendente: A lúa aparecía cada noite á mesma hora e no mesmo lugar do amasado. O tema deste particular comportamento da Lúa foi en principio un misterio paira nós, pero logo entendémolo. O motivo era que, nunha lonxitude xeográfica de 20 minutos por hora, avanzabamos a velocidade, é dicir, a nosa velocidade era suficiente para que a Lúa non nos adiantase”.

Valores de certas 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