¿El escudo del Capitán América? A mí tráeme un casco de obra

Imagina que estás en una obra y se suelta un pedrolo bien gordo que comienza a caer y va directo a tu cabeza, ¿qué eliges para cubrirte? ¿El escudo del Capitán América…

Imagen: Wikimedia Commons

… o el típico casco de obra?

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Unos millones de obreros y yo nos decantamos por el casco, te explicaré por qué.

El primer motivo es que el escudo no existe, pero no es el principal.

Para entenderlo bien tenemos que precisar qué es la fuerza.

No es infrecuente definir las magnitudes físicas según alguna fórmula en las que participan. Por ejemplo, la fuerza es aquello capaz de cambiar el estado de movimiento de un sistema. Simplificando podría decirse que bien aumentando/disminuyendo su velocidad o bien cambiándola de dirección, lo que implica generar una aceleración. Recuerda la segunda ley de Newton: F = m·a

Aquí se suele obviar que hay otro fenómeno en el que se manifiestan las fuerzas, cuando se producen deformaciones.

(En realidad es trabajo hecho contra las fuerzas que mantenían las partes del sistema en sus posiciones relativas)

Pero, para verlo bien claro, nos quedamos con que las fuerzas producen cambios en el estado de movimiento o deformaciones.

Y volvamos a nuestros superhéroes, esos que se ponen cotas de mithril y escudos de vibranium, materiales tremendamente resistentes y que no se romperán cuando se les aplique una fuerza, por intensa que sea.

Muy bien, te lo compro, pero tú estás detrás, querido amigo… Y para mostrarte lo que te pasará si confías ciegamente en los Vengadores o en tu tío Bilbo, recordemos un conocido juguete, el péndulo de Newton (Newton’s cradle).

Imagen: Wikimedia Commons

Si piensas en que la bola de la izquierda es el objeto que te golpea; las del centro, tu cobertura, y la de la derecha, tu cabeza… creo que verás que te llevas el impacto completo, con toda su energía.

Eso es lo que pasará si te cubres con un elemento rígido en contacto contigo. El impacto te llegará con toda su fuerza. La única ventaja que puedes obtener sería que si el objeto es puntiagudo, su fuerza se repartirá por todo el “protector” que uses y la presión será menor (se clavará menos), pero la energía del golpe será la misma.

Por lo tanto, si te tiras de un edificio con la mejor armadura de vibranium el golpe va a ser equivalente al que te darías si fueras desnudo, sólo que, en lugar de chocar contra el suelo, chocarás contra la armadura.

Puedes comprobarlo por ti mismo con monedas sobre una mesa. Mira este vídeo.

Estarás pensando: “Vale, quizá el truco sea, no estar en contacto con la armadura, dejar hueco. Así no me llegará el impacto.” Si es así, es que has olvidado la primera ley Newton, la ley de la inercia.

Si sobre un cuerpo la fuerza neta es cero, este seguirá con su estado de movimiento constante. Bien parado o con movimiento rectilíneo y uniforme.

Ponte la armadura de nuevo, ahora usaremos una de una talla más, y saltemos desde lo alto de un edificio. Cuando la armadura toque el suelo no te pasará la fuerza (¡Bien!), pero la armadura se parará… y tú seguirás cayendo el trocito que te faltaba y te darás el tortazo que te mereces por no estudiar física (¡MAL!).

Esto es justo lo que les pasa al cerebros cuando la cabeza sufre un movimiento brusco en un accidente de coche o al recibir un puñetazo. El cráneo se mueve, pero el cerebro que está suspendido en medio no, al final es el propio cráneo el que le golpea en su movimiento.

Y, entonces, ¿por qué es mejor el caso frente al escudo? Si cuando el objeto golpee el casco me pasará toda la fuerza y energía, ¿qué ventaja me ofrece?

El secreto, claro, está en el interior.

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El casco de seguridad no va apoyado sobre el cráneo, va sujeto a la cabeza con una estructura de plástico que, por un lado nos separa del casco y por otro… es FLEXIBLE.

Recuerda que dijimos que las fuerzas también podían producir una deformación, como cuando espachurramos una lata de refresco. En este caso, el entramado de plástico hace de amortiguador, deformádose un poco, sin que el casco toque la cabeza), absorbiendo la energía del golpe y salvándonos esta mollera que tantos años ha costado educar. Por supuesto, después vuelve a estirarse y en ese proceso disipa la energía en forma de calor y todos contentos.

Ya sólo me queda pedirte perdón por estropearte el 90% de las películas de ciencia ficción y fantasía, pero es que el universo de verdad es más fascinante aún.

Sobre el autor: Javier Fernández Panadero es físico y profesor de secundaria además de escritor de libros de divulgación.

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