Por qué se mueven así las cadenas a cámara lenta: el experimento, explicado (VÍDEO)
La dinámica de las cadenas es uno de los fenómenos que siguen fascinando a los científicos. El presentador de la BBC Steve Mould, una especie de Flipy de la BBC, ha despertado la curiosidad de miles con un vídeo en el que una cadena sale a una velocidad endemoniada de un vaso de precipitados, tomando formas sorprendentes.
El experimento, grabado con una cámara súper lenta muestra cómo las bolas que forman los distintos eslabones parecen desafiar a la gravedad y se levantan en el aire para superar el borde del vaso y después caer en el suelo. Intriga, pero todo es cuestión de física.
“Al principio, la parte de la cadena cercana del borde del vaso de precipitados es arrastrada por el peso de la cadena que cuelga sobre el lado de fuera. Este peso es mayor que el de la cadena que cuelga en el interior , que tira en la otra dirección. Así, el resultado neto es la aceleración fuera del vaso de precipitados”, explica el profesor de Ingeniería y Mecánica de la Universidad Virginia Tech (Estados Unidos), James Hanna.
El impulso inicial dado por Mould a la cadena basta para que se desencadene una pelea de fuerzas en la que gana la centrípeta. La gravedad hace el resto. Aunque por el vídeo puede parecer que la caída de la cadena se va acelerando, en realidad es sólo una ilusión óptica. Si este rosario metálico fuera infinito, seguiría saliendo del vaso a la misma velocidad hasta el fin de los tiempos.
CADENAS COMO SERPIENTES
Pero lo más fascinante del experimento son las formas que toma la cadena en su huida del vaso. Parece una agilísima serpiente. Y es este fenómeno el que sigue atrayendo a los científicos desde que el matemático británico Edward John Routh dedicara buena parte de su vida a estudiarlo.
“El tramo de cadena que se levanta a cada instante desde el montón que hay en el frasco, no puede, por la inercia, desviarse instantáneamente hacia abajo en la dirección de la caída. Esto provoca que el cambio de dirección sea gradual. El arco es una manifestación visual de ese efecto”, comenta Eugenio Hamm, del Laboratorio de Física No Lineal de la Universidad de Santiago de Chile y, junto a Hanna, uno de los que más estudia la dinámica de cadenas en la actualidad.
Si uno pudiera tocar la cadena con cuidado para no frenar su movimiento inercial, ese tramo de bolas cambiaría su forma para adaptarse a la nueva presión formando un nuevo arco. Los cambios que se ven en el vídeo se deben al roce de las bolas con el borde del vaso.
En principio, el mismo fenómeno se podría repetir con otro tipo de cadenas, desde un rosario hasta un largo collar y también se puede observar es fenómeno si se lanza un cubo atado a una cuerda a un profundo pozo. Y, ¿para qué? “Si liberas un ancla amarrada a una cadena y la lanzas al agua, ¿imaginas que hace un arco muy grande que empieza a golpear al barco? A pesar de que el agua frena la caída del ancla, es importante hacerse la pregunta”, explica Hamm.
La dinámica de cadenas desafía además a la intuición. Si se dejaran caer desde la misma altura una bola suelta de la cadena del vídeo y la cadena entera cuyo extremo inferior tocara el suelo, ¿cuál llegaría antes? En contra de lo que dice la teoría, la cadena lo haría primero. Pero la explicación de ese fenómeno la dejaremos para otro día.