Newton

Como decíamos, hasta la relatividad nos teníamos que conformar con el apaño de usar su relación con peso para poder ir tirando con el concepto de masa. De hecho, es una relación que el propio Newton se sacó de la manga. Dijo «la masa que aparece en la ley de gravitación universal es la misma que sale en la segunda ley de mi mismo». Y como funcionó, pues se quedó contento.

Pero bueno, ¡este Newton era un chapuzas!. Hace una teoría y consigue que funcione pese a que está tan mal fundamentada que sus dos magnitudes principales no están bien definidas.

Todo esto cambió radicalmente cuando nació la que probablemente es la ecuación más conocida de la historia (aunque la segunda le disputa el puesto): la energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Y aquí, todo es perfecto: sabemos qué es la energía y sabemos la velocidad de la luz. Sólo tenemos una magnitud por conocer, la masa. Y cómo sólo tenemos una incógnita, podemos usar esta ecuación para definirla.

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El concepto de masa es bastante menos inocente de lo que parece. Para empezar, muchas veces se confunde con el peso. Hoy no me voy a detener a explicar la diferencia, voy a dar por supuesto que la conocéis. Y es que la masa ya tiene suficiente miga por si sola.

Sin ánimo de ser históricamente exhaustivo, podemos rastrear el uso puramente científico de la masa a la versión newtoniana de la mecánica. Si recordáis, aquello de “fuerza es igual a masa por aceleración“.

Es la segunda ley de Newton, probablemente la segunda ecuación más famosa del mundo (rivalizando con la energía en reposo por el primer puesto), y con total seguridad la más útil de toda la historia. Durante más de dos centurias ha sido el paradigma de la física, y aún hoy en día explica el 99% de los fenómenos cotidianos.

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La palabra relatividad es de esas que nunca pasa desapercibida. A mucha gente incluso le suscita hasta miedo. “¡qué difícil!”. Hasta el punto que corren mitos estúpidos, como el que asegura que únicamente tres personas la comprenden totalmente.

Eso quizá era así en la década de 1910, pero desde entonces ha habido un siglo de trabajo; y no sólo a cualquier persona con el título de física se le exige una comprensión meridiana de la teoría, sino que incluso dicha comprensión es mayor de la que nunca llegó a tener el mismo Einstein (si quería saber más, que no se hubiera muerto, ¿no?).

Al oír la palabra relatividad, uno inconscientemente piensa en Einstein. Yo mismo caí en dicha trampa en los párrafos anteriores. Aunque, con uno u otro nombre, el concepto es muy anterior.

¿Qué significa, pues, el concepto de relatividad? No, no vale decir que “todos es relativo”, aunque en cierto sentido los tiros van por ahí. En resumidas cuentas, la idea de la relatividad es que toda observación de la naturaleza está ligada a un observador. Perogrullo, ¿no?

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No, esto no trata de medir cuánto atraes sexualmente a tu pareja. Lo que vamos a calcular a continuación es la atracción física que hay entre vosotros, en el sentido más literal del término.

Para simplificar las cosas, imaginemos que tanto vosotros como vuestras parejas pesáis 100 kg. Soy consciente de que, aunque esto facilita los cálculos, seguramente muchos os negaréis a aceptar el peso, pero la ciencia requiere de algunos sacrificios.

Luego nos hace falta calcular la distancia que hay entre vuestro cuerpo y el cuerpo de vuestra pareja. Esto es más difícil de conseguir: en algunos puntos será próxima a 0, pero en otros, como la distancia entre vuestras respectivas nalgas, puede alcanzar los 60 cm.

Para enfrentarse a un problema de esta naturaleza el método adecuado consiste en imaginar que cortamos ambos cuerpos en secciones verticales finísimas para, a continuación, usar el área de cada una de las secciones, y su espesor, para calcular su masa; después habría que medir la distancia entre cada una de esas lonchas de uno de los cuerpos y cada una de las lonchas del cuerpo de vuestra pareja. Con una fórmula matemática podríamos calcular la fuerza gravitatoria que actúa entre cada dos lonchas, y sumándolas todas tendríamos la fuerza de atracción total entre ambos cuerpos.

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Nuestra intuición nos dice que, si la Tierra rota tan velozmente, al dar un salto lo suficientemente alto sobre ella, el punto de salto se alejaría de nosotros.

La superficie de la Tierra rota a unos 450 m/s en el Ecuador, 2 veces la velocidad media de un 747. Entonces, ¿por qué no hay ninguna aerolínea ofreciendo baratos deslizamientos a destinos seleccionados?

La razón se debe a que los objetos que hay en nuestra atmósfera comparten la rotación del planeta. Cuando un helicóptero despega verticalemente, por ejemplo, se lleva con él la velocidad de avance, de manera que se mantiene la relación con el terreno.

La primera ley de Newton permite profundizar en los entresijos de la inercia. Galileo fue el que enunció que un sistema o conjunto que se mueve a una velocidad constante tiene las características de un sistema en reposo. Por eso en un tren a velocidad constante nos podemos mover libremente como si estuvieramos en tierra. Y también una mosca puede volar por el interior del tren sin verse obligada a acelerar a la velocidad del tren.

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En poco tiempo se ha convertido en un clásico de la televisión española y de YouTube, pero es que el empeño de Pablo Motos y compañía por “andar sobre las aguas” es una de las mejores demostraciones de lo que es un fluido no newtoniano, además de uno de los videos de contenido científico más divertidos que he visto nunca.

Un fluido no newtoniano es aquel que no tiene una viscosidad constante, sino que este valor varía según el gradiente de tensión que se aplique sobre él, contrariamente a lo que ocurre con los llamados fluidos newtonianos.

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A pesar de que la primera respuesta que nos viene a todos a la cabeza parece la más lógica, no es la correcta. No es la cima del Everest, sino la del Chimborazo (6.310 m), volcán más alto de Ecuador situado en los Andes centrales, 150 kilómetros al suroeste de Quito. Esto es debido a que el radio terrestre en la latitud ecuatorial es mayor que en la latitud del Everest, aproximadamente 28º Norte. La cima del Chimborazo está sólo un grado al sur del Ecuador, por lo que a pesar de que su elevación sobre el nivel del mar es 2.548 metros menor, se encuentra a 6.384,4 kilómetros del centro del planeta, 2.1 kilómetros más alejado que la cima del coloso asiático.

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