Martillazos

CURIOSIDADES DE LA FISICA: MARTILLAZOS
Jean-Michel Courty y Édouard Kierlik Investigación y Ciencia, Julio 2003, páginas 84-85.

Los martillos, las espadas empuñadas a dos manos - los viejos montantes [fusiles] - y las raquetas de tenis actúan por percusión. Quienes los emplean desean transmitir con el máximo rendimiento la energía que les comunica, pero evitando los contragolpes desagradablesen la mano o a la altura de la muñeca. Vamos a examinar de qué modo la manera en que están concebidos estos artefactos mejora sus cualidades y la comodidad con que se les maneja. Cuando dos cuerpos sólidos colisionan, se deforman, durante un lapso muy breve, en las proximidades de la zona de contacto, y luego se separan con unas velocidades muy diferentes de las que tenían antes del choque.Durante el impacto, las fuerzas debidas a las deformaciones son considerables y muy superiores a los pesos; así, cuando un palo de golf golpea la pelota, la fuerza es de unos 5000 Newton, o sea, igual en magnitud al peso de una masa de media tonelada. A nuestra escala, es difícil determinar con precisión esas fuerzas de contacto y, por tanto, saber lo que sucede durante el choque. Pero, gracias al granIsaac Newton, sí sabemos del resultado final algo fundamental: que durante una colisión se conserva la cantidad de movimiento (el producto de la masa por la velocidad de cada cuerpo del sistema). Así, tras el choque de un martillo contra un clavo, la cantidad de movimiento del martillo se transfiere al clavo, y éste se inserta en la madera. La cantidad de movimiento será la misma utilicemos unmartillo de 200 gramos animado de una velocidad de 5 metros por segundo o un martillo de un kilogramo animado de una velocidad de un metro por segundo: valdrá un kilogramo-metro por segundo. En los dos casos, la fuerza que permite introducir el clavo es la misma. Pero el resultado final podría ser diferente, ya que la cantidad de movimiento no es la única magnitud que cuenta en una colisión. Laenergía aportada tiene un papel esencial en las deformaciones que sufren los objetos. Estos son de naturaleza diversa: tras chocar, dos bolas de billar siguen iguales, mientras que un objeto golpeado con una masa rara vez queda intacto; se deforma, se podría hasta romper en trozos. Cuando los cuerpos son perfectamente elásticos, toda la energía del impacto se recupera tras el choque bajo la forma deenergía cinética; si no lo son, una porcíon importante de energía se dispersa en forma de calor o de deformaciones irreversibles, y ya no se conservará la suma de las energías cinéticas de los cuerpos. La energía cinética es igual a la mitad del cociente del cuadrado de la cantidad de movimiento por la masa. En el ejemplo anterior, la energía cinética del martillo de 200 gramos es de 2,5 Julios,mientras que la del martillo de un kilogramo vale medio Julio. Si no rebota, la energía aportada por el martillo ligero quintuplicará la comunicada por el pesado. Por ello, para colocar un clavo es preferible elegir un martillo cuanto más pesado mejor, manejado más lentamente que uno ligero. No sólo el golpe será más

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preciso, sino que, además, disminuirá el riesgo de que se doble el clavo,pues la energía perdida será menor. Al contrario si se desea producir el máximo daño, si se quiere, digamos, romper una piedra, preferiremos un martillo ligero dotado de un movimiento rápido: los martillos de geólogo nunca son muy pesados, y tienen mangos más largos que los utilizados en carpintería, fontanería, electricidad, etc.; lo que permite imprimir a la cabeza una velocidad mayor. Hay unespectacular número circense: el artista, tendido sobre el suelo, hace que un ayudante o un espectador parta un bloque de piedra de 100 kilogramos colocado sobre su pecho; para ello deberá golpear violentamente la piedra con una masa de diez kilogramos. Tras el choque la cantidad de movimiento de la masa pasa a la piedra. Como ésta es diez veces más pesada que la masa que la golpea, su velocidad...