Física transmidinámica

Por Eduardo Arias

Siempre que viajo de pie en un bus he sentido diversas fuerzas que me atacan. La más obvia, y la única que reconozco, es la presión que ejercen sobre mí los cuerpos que se apretujan a mi alrededor cuando el bus va muy lleno. Otras no las entiendo a cabalidad, así que recurro a una doctora en astrofísica para que me las explique.

Me subo a un bus de Transmilenio. Me aferro a uno de los tubos y cuando el bus arranca siento una fuerza poderosa que me jala hacia atrás.

Esa fuerza es lo que se conoce como una fuerza ficticia o aparente. Estas aparecen cuando uno está en un sistema de referencia acelerado. Es decir, el bus cuando arranca. El pasajero siente un jalón hacia atrás porque está agarrado a un tubo. Pero si alguien mirara la escena desde el andén, vería que el pasajero en realidad está quieto y cuando el bus arranca, el tubo y la fricción entre los zapatos y el piso lo jalan hacia delante. Si fuera en patines, otra sería la historia.

Al alcanzar el bus una velocidad constante, esa sensación desaparece.

Sí, porque ahora el bus y el pasajero se mueven con la misma velocidad constante. El pasajero no se mueve con respecto al bus y el bus no está acelerando.

Un par de cuadras al sur del Centro Administrativo Distrital el bus hace un brusco giro en U. Siento que mi cuerpo pierde el equilibrio y se inclina en dirección opuesta al centro imaginario del giro del bus.

Esta es otra fuerza ficticia que se llama la fuerza centrífuga. Aparece porque el bus al girar está cambiando su dirección y ese cambio es una aceleración, así la aguja siga marcando 30 kilómetros por hora. Como en el caso del arranque o del frenón, la fuerza ficticia aparece porque el sistema de referencia (el bus) está acelerado. Otra vez podríamos pedirle a alguien que lo analice desde el andén. En este caso, antes del giro, el bus y el pasajero se mueven a la misma velocidad y en la misma dirección. Luego, durante el giro, el bus cambia su dirección. Si el pasajero estuviera flotando dentro del bus, su dirección no cambiaría. Pero como no va flotando, la fuerza entre el piso del bus y los pies lo jalan y lo hacen cambiar de dirección, igual que el bus. Analizada desde el andén, esta fuerza que siente el pasajero en sus pies es una fuerza real que se llama la fuerza centrípeta y se debe a la fricción entre los zapatos y el piso del bus. Dentro del bus, que es un sistema acelerado, el pasajero no siente que le jalan los pies y lo hacen girar. Siente que le jalan la barriga como si algo no quisiera que girara.

En un momento decido mandar un mensaje por el celular y libero mis dos manos. Al no estar agarrado de ningún tubo, mantengo el equilibrio con movimientos de las piernas y los pies que impiden que me vaya de bruces.

Eso ocurre porque el pasajero está manteniendo el centro de masa encima del área delimitada por sus pies. El centro de masa de una persona está más o menos a la altura del ombligo. Si está encima del área que delimitan los pies, la persona no pierde el equilibrio.

Pero un arranque brusco del bus o un frenón pueden hacer que la persona se incline para atrás o para adelante y su centro de masa quede por fuera de esa área y se caiga. Por eso es conveniente agarrarse siempre de algo cuando se viaja de pie en un vehículo en movimiento. 

El bus frena bruscamente para esquivar una de las losas rotas del pavimento. Noto que, por ser más alto, me cuesta más trabajo mantenerme en mi lugar y mi cuerpo oscila como un péndulo, cosa que no parece sucederles a mis compañeros de viaje más bajitos.

Entre más alto sea el pasajero, más alto es su centro de masa. Si uno piensa en una puerta, es más fácil abrirla cerca a la manija que cerca a las bisagras porque hay más “brazo de palanca”. Lo mismo pasa con el pasajero más alto. Como su centro de masa está más alejado del piso, la fuerza ficticia debida al frenón del bus tiene más brazo de palanca para desestabilizarlo.

A pesar de haberme sometido a diversos fenómenos físicos adversos, logro bajarme del bus sano y salvo. Me dirijo a la salida de la estación. Tengo los pies sobre la tierra y todo parece haber regresado a la normalidad.

Aunque no sobra recordar que la Tierra es un sistema acelerado que gira sobre su propio eje, gira alrededor del Sol, que a su vez gira alrededor del centro de la Galaxia, la cual se mueve hacia un cúmulo de galaxias… 

De acuerdo. Pero esa es otra historia.

Biólogo dedicado a las comunicaciones. Eduardo Arias ha escrito como periodista acerca de temas de medioambiente y divulgación científica. Ha escrito libros y publicaciones para el Inderena y el Instituto Alexander von Humboldt. También ha escrito varios libros de humor político y fue libretista y argumentista en el programa Zoociedad. En la actualidad es periodista independiente y ejerce el cargo de defensor del televidente de Señal Colombia.

Ilustraciones de Jhonny Quintero.