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La moneda giratoria dentro de un globo

En el universo hay infinidad de movimientos y fuerzas naturales que desencadenan procesos que parecen invisibles a los ojos. A través de este sencillo experimento encontrarás una manera tangible de entender cómo funciona uno de ellos.

Los globos son mucho más versátiles de lo que parece. Tanto que, junto con una moneda, serán los dos protagonistas de esta divertida actividad. En el experimento que te traemos hoy haremos que una moneda gire dentro de un globo sin parar. Y para ello utilizaremos una de las leyes de la física más importantes: la fuerza centrífuga.

Materiales

  • Un globo (mejor si es de color claro)
  • Una moneda pequeña.

Experimento del globo y la moneda

  1. Mete la moneda dentro del globo.
  2. Infla el globo lo suficiente como para que sea manejable.
  3. Ponlo en posición vertical y manténlo sujeto agarrando la boca del globo con los dedos.
  4. Haz girar la moneda dentro del globo realizando movimientos circulares.
  5. Para de girar el globo y observa la moneda girar sin parar.

Explicación

Con este experimento hemos contenido que una moneda gire eternamente dentro de un globo. ¿Qué es lo que ha hecho que esto ocurra? La respuesta la encontramos en una de las bases de la mecánica clásica o mecánica newtoniana: la fuerza centrífuga. Cuando hablamos de fuerza centrífuga, en realidad hablamos de un objeto que ha sido sometido a un movimiento circular. Este objeto –en nuestro caso, la moneda– parece que quiere escaparse y alejarse del centro del movimiento. Por esta razón recibe el nombre de fuerza centrífuga –quiere fugarse o escapar–.

Pero no podemos hablar de fuerza centrífuga sin hablar de su movimiento opuesto: la fuerza centrípeta. Esta fuerza hace que un objeto gire de forma circular alrededor de un centro Es decir, la fuerza centrípeta siempre actúa de forma perpendicular a la dirección del movimiento, creando una atracción en torno a un eje hacia el centro del movimiento.

Podemos extrapolar al mundo real lo aprendido con ayuda del globo y la moneda en este experimento. La Luna –igual que la moneda– se mueve en círculos. Pero, ¿por qué entonces la Luna no sale de su órbita? Porque está sometida a una fuerza que hace que no se escape de su círculo. Estamos, lógicamente, hablando de la fuerza de la gravedad. Por ello, como la Luna está sometida a una fuerza centrífuga y a una fuerza centrípeta de igual intensidad se mantiene en su órbita.

La inercia y la fuerza centrípeta

En este experimento hemos comprobado con un globo y una moneda cómo funciona la fuerza centrípeta. Para comprender su importancia, es importante hablar de la primera ley de movimiento de Newton: la ley de la inercia. La ley de la inercia establece que los objetos en movimiento tienden a permanecer en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección a menos que actúen sobre ellos una fuerza que cause el desequilibrio.

De acuerdo con la primera ley de movimiento de Newton, el movimiento de todos los objetos tiende a continuar en la misma dirección en la que se mueven. Esto es cierto a menos que alguna fuerza actúe sobre el objeto para desviar su movimiento de su curso normal. Por lo tanto, la presencia de una fuerza desequilibrada es necesaria para los objetos que se mueven en círculos empiecen a hacerlo en línea recta.

Ejemplos de fuerza centrípeta

  • El Sol atrae a la Tierra gracias a la fuerza centrípeta. Es la responsable del movimiento circular de la Tierra alrededor del Sol.
  • Si atas una pelota con una cuerda y la haces girar en círculo, verás que la pelota se mueve en una trayectoria circular porque la cuerda ejerce sobre ella una fuerza centrípeta.
  • En una montaña rusa, las cabinas pueden dar una vuelta completa sin que los pasajeros se caigan. En este caso, la fuerza centrípeta viene determinada por el peso de la cabina y el de los pasajeros.
  • Cuando un coche toma una curva hay una fuerza centrípeta que hace que éste siga su trayectoria circular. El rozamiento entre las ruedas y el asfalto impiden que el auto salga de la curva.