Experimento sencillo: Guías inseparables

Este experimento es muy sencillo y totalmente seguro. Lo máximo que pudiese llegar a pasar es una minúscula cortada con una hoja de la guía telefónica, que si bien son muy desagradables, no presentan peligro alguno.

La fricción es una fuerza a la que estamos sumamente acostumbrados. Si no existiese, no podríamos movernos libremente, los automóviles no podrían avanzar, las gotas de lluvia caerían enormes desde las nubes y con enorme fuerza. Por otro lado, si no existiesen fuerzas de fricción los automóviles no tendrían ninguna resistencia en cuanto a sus motores y podrían viajar muchísimo más rápido con un solo impulso, aunque sin fricción, no habría forma sencilla de frenarlos.

Aunque se hable mucho de fricción y de rozamiento, no siempre suelen comprenderse muy bien estos conceptos. Por ejemplo, el error más común es el de llamar “fricción del aire” a la oposición que presenta el aire a dejar caer objetos a través de él. Sin embargo, como veremos más adelante, esta es una fuerza oposición al movimiento (que concuerda con la definición de fricción); pero la definición de fricción es como sigue:

Fricción dinámica

Fricción dinámica

La fricción dinámica es una fuerza que se opone al movimiento, es decir, siempre se presenta en dirección contraria al movimiento. En caso de no haber movimiento, la fricción es la que mantiene a los objetos en su posición de reposo, evitando así que una mesa salga disparada espontáneamente fuera de su lugar, a esta fuerza se le llama fricción estática. Sin embargo, dichas fuerzas solamente existen cuando dos sólidos se encuentran en contacto en algún punto de su superficie. Así, el aire no puede presentar fuerza de fricción porque no es un sólido, sino un fluido. Lo que entendemos por “fricción del aire” es en realidad el cambio en el movimiento de los objetos al atravesar un fluido, lo cual tiene que ver con la viscosidad del fluido (gas o líquido) y no con la fricción.

Aprovechando el fenómeno de la fricción y todo lo que hay detrás de esta aparentemente conocida pero misteriosa fuerza, hablaremos de un experimento muy sencillo en el que se demuestra realmente qué tan grande puede ser esta fuerza.



Materiales:

  • Dos guías telefónicas.
  • Algo de tiempo libre.
Fricción estática (mayor que la dinámica) de las guías telefónicas.

Fricción estática (mayor que la dinámica) de las guías telefónicas.

Procedimiento

Es muy sencillo pero un poco tedioso realizar este experimento. Para hacerlo, necesitamos colocar las guías telefónicas muy cerca la una de la otra y comenzar a entrelazar las páginas. Esto es, dejamos caer la cubierta de una guía e inmediatamente la cubierta de la otra, procurando que queden lo más juntas posibles. Después, comenzamos a dejar caer hoja por hoja de cada una de las guías de forma intercalada. Al final deberíamos tener un solo grupo enorme de páginas compuesto por las dos guías telefónicas intercaladas.

Después de haber terminado con las guías, intentaremos tirar de ellas lo más fuerte que podamos para intentar separarlas. Si hicimos este experimento correctamente, deberá ser casi imposible separar ambas guías, no importa cuán fuerte se tire de ellas.

Explicación

Cuando la superficie de dos sólidos está en contacto y se intenta mover uno de ellos sobre la superficie del otro, lo que de hecho está sucediendo a nivel microscópico es el desprendimiento de algunos fragmentos indetectables en la superficie de ambos sólidos. Este constante rozamiento y desprendimiento de los relieves de la superficie va “frenando” el movimiento, es decir, intenta disminuir la velocidad del movimiento. Si la superficie es extraordinariamente irregular (como en las hojas de las guías) entonces la fricción es mucho más intensa.

Al entrelazar todas las páginas, estamos aumentando por millones las imperfecciones de la superficie y así también aumenta de forma gigantesca la fricción. Al entrelazar todas las páginas, la fricción es tan grande que no hay forma de lograr que se muevan.

Guías unidas

Guías unidas

Se trata de una situación similar a cuando se adiciona pegamento a dos superficies. Normalmente existirían muy pocos relieves en un material, así que el pegamento se encarga de cubrir todos esos valles cuando se encuentra líquido y después crear millones y millones de relieves uniformes entre ambas superficies cuando el pegamento solidifica. Así, todos estos minúsculos obstáculos vuelven imposible que se separen ambas superficies ya que se necesita una fuerza enorme para que se desplacen todas estas imperfecciones. Lo mismo está sucediendo con las guías telefónicas y las páginas que crearon miles de millones de obstáculos entre ambas, imposibilitando que se separen la una de la otra. La única forma de regresarlas a su estado original es ir separando página por página de las guías telefónicas y dejarlas como las encontramos y en el sitio del que las tomamos.

La fuerza de fricción puede ser gigantesca.

La fuerza de fricción puede ser gigantesca.

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