lunes, 22 de octubre de 2012

La Ciencia en tu triste vida #1: El frasco y la liga.


Desde que era pequeño, cuando tenía dificultad para abrir un frasco de lo que fuera, necesitaba a veces de una liga para ponerla alrededor de la tapadera y así tener más facilidad de abrirla. Pareciera sencillo, pero influye un concepto tan común que convivimos con él cada día sin darnos cuenta.

Existen muchas cosas y hechos en nuestra vida cotidiana que simplemente no comprendemos o que no nos interesa comprender debido a lo rutinarios que son desde que tenemos memoria. Se dice que la naturaleza es sabia y que muchas ciencias como las matemáticas, la física o la química, siempre han existido y que fueron descubiertas por el hombre, y que desde hace años se ha ido conociendo aún más de ellas.





El coeficiente de fricción es la propiedad que tienen los materiales para oponer resistencia al frotarse contra otro material. Esta propiedad es distinta para cada tipo de material, incluso viéndose afectada por otros factores como la temperatura, la textura de las superficies y la velocidad a la que se desplazan. Quizás suene más familiar un término como la aspereza o la adherencia. La aspereza de un material influye a nivel microscópico y a veces es incluso visible para el ojo humano.

Volviendo al título de la entrada, si tu rozas con la punta de los dedos notarás que el acabado de la tapa es resbaladizo, pues se presenta liso brillante y también puede influir la grasa de los dedos o el sudor de las manos, provocando que al intentar abrirlo las manos se resbalen. Existen varios tipos de ligas y de distintos tamaños y materiales, algunas de las cuales incluso se sienten toscas al tacto. Lo que hace que el frasco sea más fácil de abrir es que el coeficiente de fricción entre la piel de los dedos y la tapa lisa sea relativamente baja a comparación del coeficiente que habría entre el caucho o hule de la liga con respecto a la tapa del frasco y con respecto a la piel de las manos.

Existen utensilios que hoy te facilitan el abrir latas, que en sus paredes interiores están forradas de hule y solo requieren colocarlo y girar, pero cuando no tienes uno a la mano es necesario ingeniárselas para poder resolver el problema.



Ahora que sabemos lo que es el coeficiente de fricción, es más fácil observarlo en otros objetos y mecanismos, como la obtención del fuego frotando dos piezas de madera, ésto debido a que la fricción entre dos objetos genera energía que se desprende en forma de calor. 



Si no existiera fricción entre una llanta y el piso, el automóvil no avanzaría y las llantas quedarían girando resbalando sobre el piso sin llevar el auto hacia ningún lado; ésto explica por qué las llantas se desgastan con el tiempo dependiendo de la suavidad del material como puede observarse en la Fórmula 1. Algunas sustancias, como el agua, hacen que el coeficiente de fricción disminuya, como al pasar la mano sobre un vidrio mojado, por eso con lluvia, es necesario que las llantas tengan un diagrama estriado que haga que el agua se disperse hacia los costados del neumático para incrementar el coeficiente de fricción del piso con respecto al neumático; esa es la razón por la cual no se venden neumáticos slick (lisos) para los autos de calle, puesto que con lluvia pierden toda la adherencia al piso y provoca el descontrol del vehículo. Otro caso en el que las llantas y el piso tienen relación, es cuando un automóvil se atasca en la arena o en un terreno fangoso, puesto que el coeficiente de fricción se reduce, ya sea por el tamaño diminuto de los granos de arena o por la mezcla del agua con tierra.



El aceite en muchas partes de los vehículos es vital para alargar la vida de los metales de piezas incorporados en sistemas como la cada de velocidades, los pistones del motor y el sistema de transmisión, ya que si no se reduce el coeficiente de fricción, la temperatura generada en relación con la velocidad de giro de las piezas puede provocar que el metal se funda; un motor se puede destrozar sino cuenta con aceite, que hace que los brazos de los pistones (bielas) se vuelvan quebradizos al incrementar la temperatura, dejándolo como un (comúnmente conocido) motor desbielado. En el caso del líquido de frenos, que también es un tipo de aceite, es parte de la fuerza hidráulica, pero esa es harina de otro costal.


Otro experimento muestra la capacidad del coeficiente de fricción, en este caso un episodio de Mythbusters muestra la fricción que puede lograr el intercalar todas las páginas de 2 guías telefónicas (conocidas en México como "Sección Amarilla") que sólo logran separar con 3,629 kg de fuerza proporcionados por 2 tanques militares jalando en sentidos opuestos.

Quizás la próxima vez que necesites una liga para abrir un frasco, requieras de un trapo para girar una llave, tomes la fibra para lavar los trastes o te preguntes por qué se te acaban tan pronto las llantas de la bicicleta/motocicleta/automóvil, pienses en el coeficiente de fricción.

Ahora cuando escuches la frase "Hay que limar asperezas", sabrás que el objetivo es reducir el Coeficiente de Fricción.

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