En una ocasión en la columna mensual que se publicaba en la revista Scientific American titulada "Juegos Matemáticos", su autor Martin Gardner hacía la siguiente pregunta ¿Qué sucede si se libera un Slinky suspendido verticalmente ?, y daba las siguientes opciones.
1.- Comenzará a caer primero su extremo superior
2.- Comenzará a caer primero su extremo inferior
3.- Ambos extremos caerán al mismo tiempo
4.- Ambos extremos se desplazarán hacia el centro de masas del sistema mientras este último permanece en reposo
Si se lleva a cabo la experiencia nos encontramos con el sorprendente resultado de que mientras la parte superior del Slinky comienza a caer, la inferior se mantiene suspendida fija, como si la gravedad no actuara sobre la misma.
El último anillo en el extremo inferior inicia su descenso solo cuando el resto de los anillos lo alcanzan.
En esta representación del fenómeno en diferentes tiempos, se puede apreciar como mientras los anillos superiores van juntándose mientras caen, el anillo inferior se mantiene fijo a una determinada altura, hasta que es alcanzado por el resto de los otros anillos, a partir de ese momento inicia su descenso hacia el suelo.
El anillo superior del Slinky ( el que se sostiene con la mano ), está en equilibrio bajo la acción de tres fuerzas, la fuerza que realiza la mano para sostener el Slinky, la tensión que ejerce sobre el mismo, el anillo que se encuentra inmediatamente debajo y la gravedad.
↑ fuerza que ejerce la mano
------------
gravedad ↓ ↓ tensión Figura 1
------------ anillo inferior
Un anillo cualquiera del Slinky se mantiene también en reposo bajo la acción de tres fuerzas, la tensión que ejerce sobre el mismo, el anillo que se encuentra inmediatamente por encima, la tensión del anillo que se encuentra inmediatamente por debajo y la gravedad.
------------- anillo superior
↑ tensión
------------- Figura 2
gravedad ↓ ↓ tensión
------------- anillo inferior
El último anillo inferior está en equilibrio bajo la acción de dos fuerzas, la gravedad y la tensión que ejerce el anillo que se encuentra inmediatamente por encima de el.
------------ anillo superior
↑ tensión
------------ Figura 3
↓ gravedad
Cuando se suelta el Slinky, la fuerza que ejerce la mano sobre el anillo superior desaparece,
entonces la gravedad y la tensión obligan a este anillo a caer sobre el inferior ( ver figura 1 ), los dos caen sobre el tercero, que al perder la tensión superior que equilibraba a la gravedad y la
tensión inferior ( ver figura 2 ) cae sobre el siguiente, el proceso se va repitiendo hasta que el
último anillo pierde la tensión superior y la gravedad hace que inicie su recorrido hacia el
suelo ( ver figura 3 ).
El último anillo de la parte inferior se mantiene en su posición sin caer mientras la gravedad
que actúa sobre el, se encuentre equilibrada por la tensión, esta tensión solo desaparece
cuando el conjunto de todos los anillos que se encuentran por encima lo alcancen, proceso
que requiere el transcurso de una cierta cantidad de tiempo, tiempo en que este anillo se
mantiene suspendido sin desplazarse.
Si no se entendió la explicación anterior a ver si se entiende la que dan Marvin y Milo.
(1) (2) (3)
▼ ▼ ▼
▲ ▲ ▲
(4) (5) (6)
( 1 ) Intenta esto en casa ----- presentando Marvin y Milo ----- lo que necesitarás: un Slinky, un amigo.
( 2 ) Hey Milo, ¿que piensas que le va a suceder al anillo inferior de este Slinky cuando lo deje caer?
( 3 ) Sostén con el brazo elevado el Slinky por su anillo superior.
( 4 ) Con tu amigo manteniendo los ojos cerca del extremo inferior del Slinky,suelta el extremo superior.*
( * ) Es posible que tengas que repetir esto varias veces para ver lo que está sucediendo.
( 5 ) El anillo del extremo inferior del Slinky permanece estacionario hasta que es alcanzado por el conjunto superior, luego el Slinky se precipita al suelo en su totalidad.
( 6 ) Cuando se liberan los anillos superiores, las fuerzas en los inferiores ( la tensión en el resorte y la gravedad ) aún están equilibradas. No es hasta que el Slinky se contrae totalmente que la gravedad supera a la tensión en el anillo inferior y este comienza a caer.
No comments:
Post a Comment