Constantemente estamos observando colisiones, desde situaciones cotidianas como el choque de manos de un grupo de amigos que se reencuentra, hasta la estrellada de dos autos en un accidente vial. También están presentes en los deportes, cuando se patea un balón de fútbol, en el golpe del bate contra la pelota o en el rebote del balón de baloncesto contra el piso.
De hecho, este concepto hace parte de la ciencia actual ya que haciendo chocar protones en laboratorios enormes y sofisticados se puede llegar a comprender cómo nació nuestro universo.
Si se suelta un balón de baloncesto que está colgando de una cuerda y se hace que choque con alta velocidad contra una pelota de ping pong que está quieta: ¿La pelota será arrastrada por el balón o rebotará de forma rápida hacia adelante?
Imagen guía del ejercicio de nuestro #ElRetoET.
EL TIEMPO
Según el profesor Miguel Ángel Bernal, lo primero que se debe tener en cuenta es que cuando dos o más cuerpos entran en contacto en una colisión estos se ejercen fuerza mutuamente.
"De acuerdo a la ley de acción y reacción, estas fuerzas son de igual magnitud, pero de sentido contrario. Sin embargo, la fuerza que se ejerce sobre el objeto pesado prácticamente no le cambia en nada su movimiento, pero produce una aceleración muy grande en el liviano haciendo que este salga disparado hacia adelante a una velocidad que, en determinadas condiciones, puede llegar a ser el doble de la del cuerpo pesado", explica.
Entender este principio es más útil de lo que se imagina, por ejemplo, en los laboratorios de Medicina Legal hay científicos que usan las leyes de las colisiones para entender cómo ocurrió un siniestro.
En el caso de la colisión del ejercicio que le planteamos en este reto, si se multiplica por 5.000 la masa de la pelota de ping-pong puede simular la de una persona de 70 kilogramos y la del balón, también por 5.000, será como la de un vehículo de cerca de tres toneladas. De esta manera, se podría tener una idea de lo que puede ocurrirle a una persona en un accidente de tránsito de estas características.
La teoría de colisiones se estudia desde el principio de conservación del momento lineal, en condiciones ideales en las que no se pierde energía, se puede estimar la velocidad con la que sale disparado el ping-pong, con la ecuación:
Fórmula 1
Explicación por Miguel Ángel Bernal
Como la masa del balón es 42 veces mayor que la del ping-pong, se puede despreciar la más pequeña y por lo tanto la ecuación toma la siguiente forma:
Fórmula 2.
Explicación por Miguel Ángel Bernal
DIANA MILENA RAVELO MÉNDEZ
Twitter: @DianaRavelo
ELTIEMPO.COM
*Este reto fue hecho con el apoyo de los docentes del Politécnico Grancolombiano.
Comentar