Los vasos comunicantes y otras cosas que tiene la física

¿Quién no ha visto un depósito de agua y no ha pensado “qué hace ahí arriba”? ¿Quién no ha visitado a un enfermo y ha dicho “y por qué está la bolsita de suero colgada en lo alto de una percha”?

Un vídeo aclaratorio de lo que básicamente es esto (por si no se ve el video, una imagen resumida de él):

Cuando echas agua en un recipiente, tenga los recovecos que tenga, el agua se distribuirá por él hasta alcanzar una altura homogénea. Cuando el recipiente no es muy complejo, no nos sorprende; una piscina por ejemplo, o un vaso de agua. Pero pasa igual en todos los casos, se tenga la forma que se tenga. Y esta obviedad tiene sus aplicaciones, claro.

gluglu

Como tantas otras cosas que creemos modernas, son más antiguas que el andar palante, y el porqué de estas cuestiones, ya se sabía desde hace la tira. Los romanos canalizaban el agua de sus ciudades precisamente usando este principio físico tan interesante. Construían sus depósitos en alto, y además en la zona más elevada que hubiera. Del depósito salían las cañerías que abastecían a la ciudad, que al estar a una altura más baja que el depósito, se llenaban por este simple principio. Hoy día en los edificios de nuestras ciudades se sigue usando, pues es la manera más fácil de que el agua llegue a todas las casas.

tanque

En las bolsitas de suero de los hospitales pasa lo mismo. Al estar colgadas en alto nos aseguramos que el líquido entre en el cuerpo. Si la bolsita estuviera a una altura más baja que nuestro cuerpo, sería la propia bolsita la que se llenaría de sangre. Qué diferencia… Y todo por unos centímetros de nada. Pues sí. La presión atmosférica, que se reparte de forma homogénea.

Esto que comento forma parte de lo que en física se llama hidrostática, que es la rama que estudia los fluidos en estado de reposo. La hidrostática se basa en dos teorías, la de Pascal (el principio aplicado para que funcionen por ejemplo las prensas hidráulicas) y la de Arquímedes (el Búho de la peli Merlín el Encantador… O el pensador griego, no lo sé muy bien).

Pues el principio de Arquímedes me va a servir para explicar también otra de esas preguntas que se hace alguna gente: ¿Por qué el vapor de una olla hirviendo se va hacia arriba? ¿Por qué un globo de los que venden en la feria, si se me escapa se vuela hacia el cielo? y aunque parezca que no tiene nada que ver con las otras dos preguntas, ¿Por qué mi novia en una piscina pesa menos que fuera del agua?

Pues la cosa es que decía Arquímedes que un cuerpo que esté sumergido en un fluido va a experimentar un empuje hacia arriba, con una fuerza proporcional al peso del fluido que desplaza (porque ese fluido no desaparece, sino que se mueve de sitio, como cuando nos metemos en la bañera y el nivel del agua sube). Eso en cursiva es un poco raro y hay que leerlo dos veces por lo menos. Venga, te espero.

Osea, que si tiramos una piedra a una piscina, la piscina está empujando la piedra hacia arriba. Si mi novia se tira a una piscina y la cojo, parece que pesa menos. En realidad lo aparenta (cuando escuchemos algo de “peso aparente” significa eso, que es el peso de un sólido introducido en un fluido). ¿Dónde está el truco? la tierra la atrae a mi novia con la misma fuerza dentro que fuera de la piscina… La diferencia está en que la piscina la empuja hacia arriba, igual que hace con la piedrecita.

Y ya que hablo de piedrecitas… Una piedrecita chiquitita se hunde en el agua, pero en cambio un cacho gordo de madera flota…  ¿Acaso pesa más una piedrecita minúscula que una tabla de roble macizo? La respuesta está en la densidad de cada uno. La densidad es la relación entre cantidad de materia (masa) de un cuerpo y el espacio que el cuerpo ocupa (volumen). Una piedrecita ocupa un espacio muy pequeñito, pero tiene una gran cantidad de materia; es más densa por ejemplo, que la puerta en la que flotaba Kate Winslet en Titanic.

Y ya para concluir, diré que aunque no seamos conscientes, nosotros mismos vivimos continuamente sumergidos en un fluido. El aire. Porque los fluidos son tanto líquidos como gases, y el aire que respiramos y nos envuelve está formado por un montón de gases. Pues bien, ese fluido que es el aire, empuja hacia arriba un globo de doraemon de la feria. Y como da la casualidad de que la densidad de ese globo lleno de helio es menor que la del cacho de aire que está ocupando, la fuerza de gravedad no es suficiente para hacer bajar el globo, por lo que gana la fuerza arquimediana y tanto el globito de doraemon como el vapor de la olla se van a las nubes.

  1. #1 por eari el 23 octubre, 2011 - 14:36

    ¡Aplauso! Qué apañao eres, che, lo tocas todo.
    He de confesar que a mí este tema me da malos recuerdos estudiantiles pero explicado así mola mucho.

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