Cuando los fenómenos de la naturaleza se
vuelven parte de nuestra vida cotidiana, como por ejemplo, ir a la verdulería,
cargar con un bebé, caminar, subir escaleras, recostarse, viajar en colectivo,
etc. terminamos haciéndonos una idea bastante clara de lo que nos está
sucediendo en el momento de realizar estas acciones.
Quizás por ser una propiedad común de todo
lo que nos rodea, y de nosotros mismos, el peso sea uno de los conceptos más
claros que hayamos asimilado en nuestra manera de pensar. Si bien la razón por
la cual un objeto es más pesado que otro requiere cierto grado de elaboración,
semejante al que hizo Newton después de observar la caída de su manzana, ni bien
alzamos dos objetos, uno más pesado que el otro, y por separado,
experimentamos en nuestro cuerpo una sensación bastante difícil de describir con
palabras pero que nos conducirá, sin dudas, a la respuesta correcta.
Existen otros fenómenos, un poco más
complejos, en los que no basta simplemente con pesar cada objeto por separado.
Supongamos que tenemos dos líquidos distintos y queremos saber cual es más denso
que el otro --para el que no lo recuerda, la densidad de un objeto es la masa
del objeto dividida por el volumen que éste ocupa--. Podemos, o bien pesar y
medir el volumen de cada una por separado o sino hacer algo un poco más
excitante, mezclar ambos líquidos y esperar cuál de ellos se va al fondo. Así,
valiéndonos de nuestra vista, podríamos afirmar, sin dudas, que el aceite es
menos denso que el agua y por eso flota.
Pero por suerte los fenómenos que nos
rodean pueden ser cada vez más complejos y llevarnos más allá de las fronteras
de nuestro sentido común.
Si seguimos con nuestra idea sobre la
densidad de las cosas podríamos cambiar nuestro aceite flotante por bolitas de
hierro y ver cómo éstas van cayendo lentamente hasta ocupar por completo el
fondo del agua. Nuevamente, las bolitas de hierro caen al fondo porque son más
densas que el agua, pero también podemos analizar su caída concentrándonos en
las fuerzas que actúan sobre ellas: hay una fuerza hacia abajo que ejerce la
Tierra, su peso, y otra fuerza hacia arriba que ejerce el agua, cuyo valor es
igual al peso del volumen del agua desalojada por la bolita. Esto último es el
principio que Arquímedes descubrió 300 años antes de Cristo, que dice así:
Todo cuerpo sólido que se sumerge en un líquido recibe una fuerza de abajo
hacia arriba cuya magnitud es igual al peso del volumen de líquido desalojado.
Como el peso de la bolita es mayor que el
de la bolita de agua desalojada, la bolita de hierro cae al fondo. Hasta aquí
viene todo bien. Pero ya que estamos, tomémonos la libertad de imaginarnos algo
mucho más divertido. Supongamos que una de nuestras bolitas de hierro comienza
a crecer, tal vez porque se come a las otras bolitas, hasta un tamaño de miles
de metros cúbicos. y porqué no, un peso de unas cuantas toneladas. Ahora, para
que todo empiece a tener sentido, supongamos que nuestro recipiente de agua es
el océano Atlántico.
Nuestro gigante de hierro seguirá allá, en
el fondo del mar, porque al igual que antes el peso de nuestra bola gigante de
hierro sigue siendo mayor que el de la bola gigante de agua desalojada.
Finalmente imaginemos un astillero submarino con miles de hombres ranas
trabajando sin parar sobre el gigante de hierro hasta lograr un inmenso
transatlántico que bien podría ser la nueva versión hundida del Titanic. Una
vez finalizado el trabajo, inmensas grúas lo sacarán a la superficie y luego de
vaciarse de toda el agua –y algún hombre rana- que quedó en su interior las
grúas depositarán sobre la superficie del océano a este gigante de hierro,
material mucho más denso que el agua, pero que ahora sorprendentemente se
mantendrá solito y flotando!
¿Qué ocurrió para que el barco de hierro,
mucho más denso que el agua, flote? Pues bien, al construirse el barco se
tallaron salas de máquinas, chimeneas, cubiertas, habitaciones, etc. Todos estos
trabajos hicieron que con la misma cantidad de hierro se lograra un volumen
mayor, aumentando así el volumen de líquido desalojado. Ahora la fuerza de
Arquímedes, que va de abajo hacia arriba, aumentó al punto tal que superó el
peso del mismo barco, manteniéndolo en la superficie del océano.
El método que utilizan distintos animales o
artefactos para modificar sus niveles de flotación consiste justamente en el
cambio controlado del peso o del empuje recibido desde el fluido. Así, por
ejemplo, los submarinos varían su peso mediante el llenado con agua de sus
tanques de lastre; mientras que
los cocodrilos ingieren piedras para aumentar su peso. Los peces,
en cambio, utilizan sus vejigas natatorias, llenas de oxígeno y de
nitrógeno procedente de la sangre, para cambiar su volumen, y así también, el
empuje recibido desde el agua.
Toda esta historia que acabamos de
imaginarnos puede reproducirse muy fácilmente con una bolita de plastilina y un
vaso lleno de agua. Si se deja caer la bolita de plastilina en el vaso irá hacia
el fondo. Pero si tomamos la bolita y la moldeamos de la misma forma que un
casco de barco, al depositarla en el agua flotará. La razón de ello es que el
peso del agua desalojada por el casco es mayor que el peso completo de la
plastilina.
Celebremos, entonces, este hermoso fenómeno que desafía nuestros sentidos y, a
la manera de Arquímedes, gritemos bien fuerte EUREKA!
