ELECTRIFICACIÓN POR ROZAMIENTO

Otra de las actividades con las que el jurista y físico alemán Otto von Guericke se divertía eran las demostraciones basadas en los efectos de la electricidad estática producida al frotar ciertos materiales con otros. En ocasiones las demostraciones podían llegar a ser muy espectaculares. Los artefactos solían constar de una parte metálica rotatoria que por rozamiento con una tela o paño se cargaba eléctricamente y así todo aquel que se pusiera en contacto con ella. En ocasiones se llegaban a conectar en cadena varias personas y se conseguía, que al producirse el contacto, a una chica se le levantaran todos los cabellos, lo que resultaba desde luego muy llamativo.

Aunque aquello nada más empezara como un mero juego para el divertimento del gran público asistente, que a menudo lo consideraba como actos de magia, cuando esa nueva fuerza fue estudiada con mayor detalle y el hombre fue capaz de irla dominando, se abrieron las puertas al desarrollo de nuestra sociedad actual.

LOS HEMISFERIOS DE MAGDEBURGO

En el siglo XVII, el físico y jurista alemán Otto von Guericke, se divertía haciendo grandes demostraciones para sorpresa del gran público basándose en los ciertos conocimientos científicos que en aquella época todavía no podían ser explicados con exactitud. Tal era el asombro que generaban, que a menudo eran considerados como fruto de la magia.

Uno de estos experimentos fue el de los hemisferios de Magdeburgo, en el que se utilizaba una técnica para generar el vacío entre dos semiesferas de bronce unidas y luego de tiraba de ellas a través de sendas cadenas unidas a un grupo de ocho caballos en cada extremo, sin poder llegar a separarlas.

PESAR LA TIERRA

En ocasiones tiene que pasar mucho tiempo desde que se hace un enunciado teórico hasta que se puede demostrar de forma empírica para que resulte convincente. Recientemente se ha dado prueba de ello con el descubrimiento del bosón de Higgs caso 50 años después de su formulación.

Algo similar sucedió con la ley de la gravitación universal. No fue hasta finales del siglo XVIII que Cavendish consiguió completar con éxito el experimento que la permitió obtener el valor de G, la constante de la gravitación universal, perfeccionando el dispositivo que recibió como herencia de John Michell. Como puede apreciarse en la descripción del vídeo este montaje experimental requiere de una enorme precisión, y más si tenemos en cuenta los recursos de la época.

Habiendo hallado el valor de G se pudo indirectamente calcular el peso de la Tierra, ya que su radio se conocía desde que Eratóstenes lo midiera en la antigua Alejandría.

EL MARTILLO Y LA PLUMA

El único inconveniente para poder comprobar fehacientemente que todos los cuerpos caen con la misma aceleración es el efecto de la resistencia del aire que los puede afectar de forma diferente según su textura o superficie. Todos sabemos que si dejamos caer una hoja de papel o un bolígrafo desde una misma altura en realidad no llegarán a la vez al suelo. Y eso se debe a que la hoja de papel se ve "frenada" en mayor medida por la resistencia que experimenta por el aire que tiene que ir desplazando por debajo a medida que va cayendo.

Si esto es así es porque en la Tierra, el planeta que habitamos, la atmósfera que la envuelve no está vacía, sino compuesta de diferentes partículas: oxígeno, nitrógeno,..., en estado gaseoso.

Eso significa que el medio ideal para poder realizar esta comprobación sería el vacío. No es extraño pues que en el siglo XVII hubiera un auge en el desarrollo de dispositivos que permitían generar de forma artificial el vacío y se hicieran grandes demostraciones con ellos. Un popular ejemplo de ello son las esferas de Magdeburgo inventadas por Otto von Guericke.

Pero sin duda alguna uno de los momentos es los que Esto se pudo demostrar con mayor claridad fue cuando el hombre llegó por primera vez a la Luna y uno de los astronautas de la expedición hizo caer desde la misma altura una pluma y un martillo.

PLANO INCLINADO

Quizás lo que pensó Galileo Galilei al ocurrírsele la idea del plano inclinado fue "si quieres conquistar el espacio, ve despacio". El hecho es que dejar caer objetos de diferente peso y tamaño desde lo alto de la torre de Pisa podía dar una idea cualitativa de la forma en qué éstos caían. Pero caían demasiado rápido como para poderlo medir.

Por eso Galileo decidió experimentar con planos inclinados, ya que éstos permitían ralentizar el movimiento. El movimiento se podía descomponer en dos componentes, una horizontal y otra vertical, que compuestas vectorialmente daban cuenta del movimiento total del objeto que rodaba hacia abajo. De ambas componentes, solamente la vertical estaba somentida a la fuerza de la gravedad. Al ser el movimiento más lento permitía medir con mayor precisión la posición y el tiempo en diferentes instantes. El experimento histórico que se usó a tal fin puede verse en el museo de la ciencia de Florencia y una excelente reproducción del proceso experimental que se siguió puede encontrarse en su museo virtual.

Gracias a este estudio Galileo pudo concluir por primera vez que todos los objetos que caen lo hacen con una aceleración constante y pudo obtener una primera medida de la constante de la gravedad, cuyo valor sabemos a día de hoy es de g = 9,81 m/s^2.

LA TORRE DE PISA

Galileo Galilei fue uno de los hombres que lideró el cambio profundo de mentalidad que dio al traste con catorce siglos de una visión aristotélica del mundo en el que las ideas y las creencias preponderaban por encima de la experimentación y la lógica.

Precisamente al respecto de cómo los cuerpos caen hacia la Tierra, Galileo emprendió la tarea buscando mecanismos para poder medir los tiempos repitiendo los experimentos de caída libre con diferentes cuerpos de distintos tamaños y pesos.

Se dice que para observar la caída libre de diferentes cuerpos, Galileo aprovechó la inclinación de la torre de Pisa para soltar desde su alto distintos cuerpos, comprobando que todos caían en el mismo tiempo, lo que contradecía la visión de Aristóteles según la cuál los más pesados llegarían antes.

EL CIELO, LA TIERRA Y LA MANZANA

Todo el mundo sabe que el Hombre fue expulsado del paraíso terrenal cuando Adán y Eva sucumbieron a la tentación que la serpiente les ofreció en forma de manzana desde el Árbol del Bien y el Mal. Desde entonces se supone que el mundo real ha dejado de corresponderse con el mundo ideal. El Cielo se separó de la Tierra y esa brecha se fue agrandando y esa concepción se acabó tomando como una verdad absoluta. 

Tuvo que ser también una manzana la que le cayera en la cabeza al joven Isaac Newton para que éste empezara a reflexionar sobre por qué caen las cosas e indagando sobre ello llegara a la conclusión que se debe a la misma fuerza por la que la Luna orbita alrededor de la Tierra. Eso  puso en evidencia que las Leyes que gobiernan el Cielo son las mismas que gobiernan en la Tierra.

Si la manzana en lugar de caer verticalmente es lanzada con una cierta velocidad horizontal, describirá un movimiento parabólico antes de llegar el suelo. Pero si se lanza con la suficiente velocidad, ésta podría estar cayendo al mismo ritmo que la Tierra se va curvando, con lo que no llegaría nunca al suelo y quedaría orbitando. Esto es lo que imaginó el brillante Newton, pues por entonces ya se sabía que la Tierra era "redonda". Además, no hacía mucho que Copérnico había recuperado la visión heliocéntrica del Sistema Solar y Kepler había conseguido resumir en sus tres célebres leyes cómo eran las órbitas de los planetas alrededor del Sol, gracias a los datos precisos de mediciones que el astrónomo Tycho Brache lo confirió en su lecho de muerte. Todo ello permitió a Newton encontrar la fórmula exacta de la gravitación universal.

Otro hecho ilustrativo del poder de la fuerza de la gravedad lo tenemos en el dicho popular: "Quien escupe al Cielo, le cae en la cara".