dos preguntas

[HOMERO]

Buenas:

Es la primera vez que escribo a este foro. No tengo estudios de Física pero es un tema que me interesa y sobre el que me hago preguntas. Dos de ellas son estas; quisiera saber si los razonamientos que voy a exponer son correctos, y si no lo son, cual es el motivo.

Estoy jugando a billar en una mesa. Golpeo una bola que está a dos metros de la banda y en dirección a ella. Después de rebotar perpendicularmente en ella la bola retrocede 50 cm. Imaginemos ahora que no hay banda y la mesa sigue. Si repito el mismo golpe, con la misma fuerza y dirección ¿la bola recorrería 2’50 metros? Entiendo que no, pero solo porque la banda especialmente (aunque también algo la bola) tienen una cierta elasticidad que disipa parte del impulso en el rebote, pero si hubiera una banda y una bola con absolutamente cero elasticidad (que no sé si tal cosa es posible) pienso que la bola recorrería realmente 2’50 metros.

La otra cuestión es la siguiente: un récord de 100 metros lisos conseguido con un viento superior a los dos metros por segundo a favor es invalidado y yo me pregunto por qué. Un atleta que corre los 100 metros lisos va, de media, a unos diez metros por segundo. ¿Cómo le puede ayudar (léase empujar) un viento que va a dos metros por segundo? Imaginemos un barco velero. Lleva las velas desplegadas y tiene un viento de popa de 50 km/h. Eso le impulsa y le hace avanzar, pero si el velero tiene un motor potente y lo enciende se puede poner a 90 km/h, por lo que el viento ya no le ayuda en lo más mínimo. Al contrario, la vela se hincharía hacia atrás y el aire sería un impedimento para avanzar en lugar de una ventaja.

Quisiera saber si mi primer razonamiento es correcto y dónde está el error en el segundo.

Muchas gracias.

[pod]

Deberías hacer una pregunta por hilo. Facilita la respuesta. Esta vez te respondo, pero por favor no lo vuelvas a hacer así.

Buenas:

Es la primera vez que escribo a este foro. No tengo estudios de Física pero es un tema que me interesa y sobre el que me hago preguntas. Dos de ellas son estas; quisiera saber si los razonamientos que voy a exponer son correctos, y si no lo son, cual es el motivo.

Estoy jugando a billar en una mesa. Golpeo una bola que está a dos metros de la banda y en dirección a ella. Después de rebotar perpendicularmente en ella la bola retrocede 50 cm. Imaginemos ahora que no hay banda y la mesa sigue. Si repito el mismo golpe, con la misma fuerza y dirección ¿la bola recorrería 2’50 metros? Entiendo que no, pero solo porque la banda especialmente (aunque también algo la bola) tienen una cierta elasticidad que disipa parte del impulso en el rebote, pero si hubiera una banda y una bola con absolutamente cero elasticidad (que no sé si tal cosa es posible) pienso que la bola recorrería realmente 2’50 metros.

El concepto de elasticidad que tienes no es muy correcto. Un cuerpo elástico devuelve toda la energía de deformación que se le aplica, volviendo a su forma original. Puedes comprobarlo fácilmente: una pelota de goma es muy elástica, y bota bastante más que una bola de papel, que no es nada elástica.

En general, decimos que una colisión es totalmente elástica si en ella no se pierde nada de energía cinética. Diremos que una colisión es totalmente plástica si los cuerpos en colisión quedan enganchados (puedes simularlo tirando una bola de papel muy mojado, por ejemplo).

La colisión 100% elástica no existe, aunque en muchas situaciones es una buena aproximación. La bola de billar seguramente esté cerca de ser bastante elástica. Se pierde algo de energía (por ejemplo, en forma de energía sonora: si escuchamos el golpe quiere decir que se ha perdido algo de energía), pero seguramente bastante poca. Así que, de no haber banda (y si el tapete fuera lo suficientemente largo), la bola recorrería un poquitín más de 2,50m.

La otra cuestión es la siguiente: un récord de 100 metros lisos conseguido con un viento superior a los dos metros por segundo a favor es invalidado y yo me pregunto por qué. Un atleta que corre los 100 metros lisos va, de media, a unos diez metros por segundo. ¿Cómo le puede ayudar (léase empujar) un viento que va a dos metros por segundo?

No le empujará, pero le frenará menos. Si suponemos que el atleta va a 10m/s (en realidad, en su velocidad punta van bastante más rápido; recuerda que salen de parado y empiezan a moverse con al menos 0,1s de retraso respecto del momento 0), en una situación sin viento se encontrará de cara precisamente esos 10m/s. Si hay viento a favor de 3m/s, por ejemplo, "sólo" se encontrará de cada 7m/s, lo que representa una ventaja significativa.

La carrera en sí sigue siendo válida, porque todos corren a la vez con las mismas condiciones. Pero para homologar un récord, se decidió en su día coger el límite de 2m/s. Lo ideal seria siempre con las mismas condiciones, pero eso no es posible y se eligió ese valor. ¿Por qué ese número y no otro? Eso ya no te lo sé, supongo que intentarían poner un valor bajo para que no hubiera demasiadas diferencias, pero alto como para que no se anularan muchos récords.

Imaginemos un barco velero. Lleva las velas desplegadas y tiene un viento de popa de 50 km/h. Eso le impulsa y le hace avanzar, pero si el velero tiene un motor potente y lo enciende se puede poner a 90 km/h, por lo que el viento ya no le ayuda en lo más mínimo. Al contrario, la vela se hincharía hacia atrás y el aire sería un impedimento para avanzar en lugar de una ventaja.

Esta es una comparación bastante desafortunada. Las velas de los barcos no funcionan como tú crees, empujando el barco desde atrás. Pueden funcionar así, pero no es lo óptimo ni de lejos. Lo que hacen las velas es desviar el aire: el flujo de aire entra en las velas en una dirección y sale en otra. Lo que hacen las velas es empujar el viento más hacia atrás, y por el principio de acción y reacción, el viento ejerce una fuerza hacia adelante. Si te fijas, las velas tienen una forma curva, si el viento viene de lado las ponen de forma que la curva de la vela guía el aire hacia atrás. Por eso, en las competiciones de regatas, tienen que hacer contrapeso para compensar la fuerza lateral del viento.

De esta forma, para un barco bien manejado no es difícil avanzar bastante más rápido que la velocidad del viento, aunque no en la misma dirección sino en una dirección oblicua. De hecho, si el barco quiere ir en la misma dirección en la que va el viento, al barco gana bastante más velocidad si en vez de ir en linea recta en la dirección con el viento en popa va haciendo un "zig-zag" para mantenerse siempre en cierto ángulo con el viento.