sábado, 9 de julio de 2011

El Ñoño Explica: La (No) Inercia

Contrario a lo que ha sucedido en entregas anteriores de “El Ñoño Explica”, en esta ocasión quisiera dedicar un artículo a un concepto que no existe.  En vez de explicar por qué algo es, ahora le dedicaré unas palabras a explicar por qué no es.

Definición de Inercia

La inercia, nos decían en la secundaria y la prepa, es la propiedad que tienen los objetos de resistir a un cambio en su rapidez y/o dirección de su movimiento, cantidades que conjuntamente conocemos como velocidad.  De este modo, un objeto viajando en línea recta a cierta velocidad x “se resiste” a cambiar de rumbo o a detenerse.

Ejemplo: La Fuerza Centrífuga

Una supuesta aplicación del concepto de inercia lo vemos cuando vamos en un automóvil a cierta velocidad y éste da vuelta en alguna calle.  Sentimos que somos “jalados” en dirección contraria a la vuelta que da el auto, e inclusive tenemos que sujetarnos de algo y cuidar que nuestra bebida no se nos tire.  A esta sensación de ser jalados en dirección contraria al giro se le llama fuerza centrífuga y es una manifestación de la inercia: nuestros cuerpos “resisten” el cambio de dirección que hace el coche y, por lo tanto, somos mágicamente jalados en dirección contraria.

CarritosInercia

El diagrama de arriba ilustra la situación: en un momento dado, tanto el auto como el conductor tienen velocidades iguales y se mueven en línea recta hacia delante (flecha azul y verde).  Al momento de dar vuelta a la derecha, según la idea de la inercia, la fuerza centrífuga provoca que el conductor experimente un jalón hacia la izquierda.  Sin embargo, ésta idea es equivocada.  Lo que realmente está sucediendo es que la fuerza que la dirección del auto ejerce sobre éste para cambiar de rumbo no la ejerce sobre el conductor, por lo que éste mantiene su velocidad anterior.  Esto resulta en la sensación del conductor de ser jalado hacia la izquierda, cuando lo que realmente está sucediendo es que sigue en línea recta y el vehículo lo está empujando hacia la derecha.

Las Leyes de Newton

Un objeto mantiene su velocidad si no hay una fuerza neta que se produzca sobre él.  Si un objeto es sujeto a una fuerza neta, entonces adquirirá un cambio en su velocidad (aceleración) proporcional a la fuerza que se le aplicó e inversamente proporcional a su masa, según la Segunda Ley de Newton:

F = ma, por lo que a = F/m

Entonces, ¿de dónde sale la idea de que los cuerpos “resisten” un cambio en su velocidad?  Curiosamente, la confusión parece ser provocada por una lectura poco cuidadosa de las mismísimas Primera y Tercera Ley de Newton:

Primera Ley:  Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

Tercera Ley: Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

Aplicando la Tercera Ley al ejemplo de auto anterior, parece ser que la interpretación equivocada surge de pensar que a la acción del auto corresponde una reacción del conductor.  ¡Esto es un error grande!  El auto puede dar vuelta gracias a que la dirección hace girar las ruedas con respecto al piso.  El piso responde empujando al auto en dirección contraria y el resultado es que gira hacia la derecha.  Nada tiene que ver el conductor: por eso es que realmente continúa en línea recta, aunque se siente jalado hacia la izquierda.  La acción y reacción se da entre las ruedas y el piso, no entre el auto y el conductor.  De aquí, sería fácil usar la Primera Ley para equivocadamente decir que el conductor se resiste al movimiento del auto.

En el mundo físico, una fuerza actúa sobre un objeto para producir un cambio en su velocidad, o no.  La ausencia de fuerza no es a su vez una fuerza, de la misma manera que no coleccionar estampas no es un hobby.  La inercia es un concepto inútil y además equivocado que provoca un entendimiento erróneo acerca de cómo funciona el mundo físico. La fuerza centrífuga es un concepto ficticio, por ser derivada de la inercia.



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