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miércoles, marzo 29, 2006

Nos miran

Portada del guion de la película Nos Miran, editado por Ocho y MedioEl error que voy a comentar hoy es muy curioso, ya que no aparece realmente en la película Nos Miran, sino en su guion, o al menos, en la versión que edita Ocho y Medio. Al principio de la película, se nos muestra un flashback de unos niños jugando en unas vías de tren. A uno de ellos (el protagonista de niño) le toca realizar una peligrosa aventura: caminar por la vía con los ojos vendados mientras se acerca un tren, y apartarse en el último minuto. En la descripción de la secuencia que se hace en el guion, se menciona que cuando el tren pasa junto al niño, éste siente que le arrastra la fuerza centrífuga que produce el tren.

Bueno, la fuerza centrífuga no tiene nada que ver con la fuerza que sentimos cuando un vehículo pesado pasa junto a nosotros a gran velocidad. La fuerza centrífuga aparece únicamente en giros, y es bien conocida por todos. Nos empuja en dirección opuesta al giro (de ahí su nombre) y la hemos experimentado muchas veces viajando en coche, al tomar una curva. Siendo puristas, no se trata de una fuerza real, sino que se trata de un artificio necesario cuando adoptamos sistemas de referencia no inerciales, algo que expliqué hace tiempo en otro envío.

La fuerza que sentimos cuando un vehículo pesado pasa junto a nosotros, se debe al movimiento del aire. Si nos fijamos bien, realmente sentimos una especia de ráfaga de viento que nos arrastra. ¿Por qué ocurre eso? Pues porque cuando un objeto se mueve, desplaza el aire que le rodea. El aire que tiene delante es empujado en la dirección del movimiento y hacia los lados. Además, detrás del vehículo se deja un "hueco" que es inmediatamente rellenado por el aire de alrededor. Ese aire en movimiento es el que nos empuja.

¿Hacia dónde nos empuja? ¿Cómo se mueve el aire? Bueno, la dinámica de fluidos es algo realmente complejo. El movimiento de un fluido (gas o líquido) está gobernado por las ecuaciones de Navier-Stokes. Estas ecuaciones no tienen solución analítica (como el problema de los tres cuerpos comentado ayer), y de hecho, es uno de los 7 Problemas del Milenio (¿recordáis el envío sobre Num3rs?).

Para que os hagáis una idea de su complejidad, existe una historia (no sé si es cierta o no, tal vez Omalaled pueda sacarnos de dudas en su blog), que cuenta que una vez le preguntaron a Werner Heisenberg (conocido sobre todo por su Principio de Incertidumbre Indeterminación, que es fundamental en mecánica cuántica) qué le preguntaría a Dios si tuviese la ocasión, a lo que contestó: Cuando conozca a Dios le haré dos preguntas: ¿por qué la relatividad? y ¿por qué las turbulencias? Estoy convencido de que tendrá una respuesta para la primera.

Corregido el 3 de Marzo de 2006.

16 comentarios:

  1. Bueno, bueno, bueno ... esa no la conocía. La que conocía yo era de Pauli respecto la paridad, si no recuerdo mal ... ¡Ay!, que no recuerdo dónde la leí. Prometo buscarla.

    Salud!

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  2. No conozco mucho el tema, pero ¿podría clasificarse esta fuerza debida al efecto Venturi?

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  3. Qué triste cuando en las películas recurren a terminología científica para explicar memeces. Lo peor es cuando usan un término simple o conocido por el espectador, con lo que te das cuenta enseguida de la cagada.

    ¿Que por qué hecha aire al pasar cerca? Desplazamiento. El volumen del tren empuja las partículas del aire, y cuando más deprisa vaya más fuerte lo hace.

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  4. Hombre, es en el guión, en la película estará bien reflejado (la vi pero prefiero no acordarme, mi cerebro tiene mecanismos de autodefensa) :P

    Es como cuando te dan las medidas para comprimir un video para internet en centímetros en vez de pixels. :P

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  5. El efecto Venturi dice que que si en un conducto cerrado (una tubería, un pasillo) por el que circula una corriente de aire, se estrecha la sección, la velocidad de la corriente aumenta y su presión disminuye. No parece que tenga mucho que ver con esto.

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  6. Tienes razón, el efecto Venturi se aplica a un conducto cerrado. Más bien me refería a la idea de que cuando un fluido aumenta su velocidad, disminuñe la presión. He visto que esto es (a groso modo) el principio de Bernoulli, del que un caso especial es el efecto Venturi.

    Lo he metido a colación aquí porqué a veces me da la impresión que cuando pasa un tren no te empuja sinó que te atrae.

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  7. bueno, esto de los fluidos es un tema q da para mucho, pero ya q estamos contare una historia de ingenieros, q quizas conozcais, pero bueno:

    la primera vez q el hombre empezo a ir rapido con un medio de locomocion fue con el desarrollo del tren. dado q la fluidodinamica es un tema, cuando menos, enrevesado, los ingenieros sabian mas bien poco ( y ademas no les importaba) acerca de lo q pasaba al desplazar algo tan grande como un tren a cierta velocidad dentro de un fluido.

    se dieron cosas curiosas, como unos cientificos q demostraron matematicamente q el hombre se desintegraria al viajar a una velocidad superior a 40 km/h (no he visto esa demostracion).

    una de las anecdotas, de finales de siglo XIX es que, al aumentar las velocidades de crucero de los trenes, asi como la frecuencia de horarios, los trenes empezaron a cruzarse a menudo.

    el problema aparecio cuando esos trenes chocaban. por alguna razon cimbreaban tanto que rozaban uno con otro. por entonces la solucion de los ingenieros fue sencilla: movieron al otro lado uno de los railes, aumentando mas la separacion, sin preocuparse demasiado porq sucedia.

    lo q sucede es poco misterioso. el frente de cada uno de los trenes crea un frente de alta presion en el aire inmovil, desplazando el aire, igual q un barco el agua. al cruzarse los dos trenes, la masa de aire desplazada es tal que se produce un descenso significativo de la presion entre los dos trenes. la diferencia de presion entre los dos lados del tren hace q el tren se incline hacia el medio, y si la separacion no es mucha, pueden llegar a chocar, como asi sucedia...

    hay muchas anecdotas sobre mecanica de fluidos, cuando surjan y me acuerde ya os ire contando mas

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  8. Y yo que tuve un profesor que decía que la fuerza centrífuga era real... (cómo si no aparecía en las ecs. de Newton!, decía). Me dan escalofrios. Esto hablando en 3º de carrera, todo un catedrático.

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  9. La perdida de carga en flujo turbulento es muy alta, de ahí lo de los trenes. El tren provoca una enorme perdida de carga en el fluido que lo rodea debido a la fuerza cizalla originada por su movimiento. Si ponemos dos trenes suficientemente cerca se amplificará este efecto.
    Cualitativamente el problema esta claro, cuantitativamente mejor utilizamos un ordenador ;)

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  10. ...esta claro de que no tengo ni idea de trenes. A partir de hoy ire a trabajar con otra cara.
    De hecho hasta ahora solo me habia dado cuenta de que las puertas de los cercanias de Madrid tienen holgura par poder desplazarse un poco hacia el interior cuando se cruzan dos trenes.

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  11. Respecto al Principio de Indeterminación de Heisenberg, en el artículo de Wikipedia dice que es incorrecto llamarlo Principio de Incertidumbre.

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  12. ¡Vaya! No tenía ni idea. Creo que siempre lo he leído en los libros como "incertidumbre", pero la propia wikipedia explica también que se debe a un error de traducción, así que no sería raro.

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  13. Pues sí, yo siempre lo había conocido también como Principio de Incertidumbre, y así me lo mencionaban siempre los profesores... En fin, siempre se aprende. Aunque total, de indeterminación, a incertidumbre, tampoco hay tanta diferencia...
    En cuanto al porqué del efecto de succión en los trenes, creo que es fácil de comprender con un ejemplo. Todos sabemos que la forma más aerodinámica (siempre a velocidad subsónica) es la de una gota de agua: redondeada por delante, y afilada por detrás. Es la forma que tienden a adoptar las líneas de flujo para sortear un obstáculo, por lo que si el obstáculo tiene esa forma, favorecemos el flujo (bueno, lo estoy explicando a lo bruto, pero creo que es intuitivo). Si el obstáculo tiene otra forma cualquiera, las líneas de flujo del fluido siguen buscando la forma de "gota", y los espacios "sobrantes" se "rellenarán" con turbulencia, a baja presión (por favor, no me crucifiquéis, sé que esta forma de contarlo no es ortodoxa, pero sí clara, ¿no?). Siguiendo este ejemplo, para sortear un objeto cuadrado (hablo en dos dimensiones), las líneas de flujo se separan en los laterales (arqueándose hacia afuera, buscando la "forma de gota") y en la parte de atrás (donde tienden a juntarse cerrando "el vértice de la gota"); por tanto, tanto en los laterales como detrás existirá succión.
    En un tren, el efecto es algo diferente debido a su gran longitud. El efecto de succión lateral sólo se da en la parte delantera, pues después las líneas de flujo, que tienden a "cerrarse" para buscar "el cierre de la gota", se terminan aproximando de nuevo al lateral del tren. (Esto en el caso de un tren aislado, si son dos que se cruzan la cosa cambia, pues aparecen otros efectos). Al final del tren, tras el último vagón, aparece de nuevo la succión "de cierre de la gota".
    Con un dibujito se ve muy claro, pero espero que con esta parrafada se entienda más o menos. Saludos.

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  14. En realidad, aunque siempre se dibuje así, una gota de agua no tiene esa forma. Es esférica. ¿Has visto alguna el típico vídeo de una gota cayendo a cámara lenta?

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  15. En forma de lágrima...

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  16. Igualmente, es incoherente que un tren pueda "chupar" a alguien, al contrario, cuanto mayor velocidad mas desplazamiento de aire produce y lo aleja del mismo. Eventualmente la "chupada" podria ser simplemente producto del desplazamiento de aire que haria perder equilibrio a una persona (pero no necesariamente caer hacia el tren). Se repiten esas bobadas muchisimas veces en los noticieros y etc (¿recuerdan el descarrilamiento y posterior choque contra un puente de un tren ICE aleman en Eschede en 1998? Dijeron que "el bufo del tren" habia atraido ¡un automovil! y que por eso habia descarrilado y bla bla cuando en realidad todo lo que pasó tuvo una explicacion mucho mas sencilla) asi como otra estupidez: que un tren si frena de "emergencia" descarrila... si, es posible, pero con vias en muy mal estado entre otras consideraciones que lo hacen casi inverosimil.

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