1
00:00:00,520 --> 00:00:06,520
[Música de presentación]
2
00:00:15,760 --> 00:00:21,760
[Música movida]
3
00:00:29,080 --> 00:00:30,880
(Narrador)
Cuando una encomienda
es enviada por correo,
4
00:00:30,960 --> 00:00:34,240
su peso determina la tarifa
que se le cobra al remitente.
5
00:00:34,320 --> 00:00:37,400
Si un apicultor quisiera enviar
una caja llena de abejas vivas,
6
00:00:37,480 --> 00:00:41,200
sin quererlo, estaría planteando
un curioso problema de física.
7
00:00:41,280 --> 00:00:42,440
¿Pesará lo mismo la encomienda
8
00:00:42,520 --> 00:00:44,880
si las abejas están posadas
en el piso de la caja
9
00:00:44,960 --> 00:00:47,560
que si están volando
en el momento del pesaje?
10
00:00:48,560 --> 00:00:49,960
La primera ley de Newton dice:
11
00:00:50,040 --> 00:00:51,880
"Todo cuerpo persevera
en su estado de reposo
12
00:00:51,960 --> 00:00:53,200
o moviéndose en línea recta
13
00:00:53,280 --> 00:00:55,120
a menos que actúen
fuerzas sobre él".
14
00:00:55,200 --> 00:00:56,680
Lo que quiere decir,
en otras palabras,
15
00:00:56,760 --> 00:00:59,080
es que, si un cuerpo está quieto,
seguirá quieto
16
00:00:59,160 --> 00:01:01,520
porque la suma total
de fuerzas externas sobre ese cuerpo
17
00:01:01,600 --> 00:01:02,640
es cero.
18
00:01:04,160 --> 00:01:06,200
Por ejemplo, ponemos una manzana
en la balanza
19
00:01:06,280 --> 00:01:09,160
y esperamos a que el plato
y la balanza dejen de moverse.
20
00:01:09,240 --> 00:01:11,320
Según otra ley de Newton,
la tercera,
21
00:01:11,400 --> 00:01:13,960
también conocida
como ley de acción y reacción,
22
00:01:14,040 --> 00:01:15,880
en ese momento,
hay dos fuerzas iguales y opuestas
23
00:01:15,960 --> 00:01:17,240
actuando sobre la manzana:
24
00:01:17,320 --> 00:01:19,560
la fuerza de gravedad
que la empuja hacia abajo
25
00:01:19,640 --> 00:01:22,800
y la fuerza del plato
sobre la manzana, hacia arriba.
26
00:01:22,880 --> 00:01:25,720
Esa primera fuerza,
la de la manzana hacia abajo,
27
00:01:25,800 --> 00:01:27,440
es la que mide la balanza.
28
00:01:29,120 --> 00:01:30,720
El experimento de la manzana
es sencillo
29
00:01:30,800 --> 00:01:32,600
porque su interior está quieto.
30
00:01:32,680 --> 00:01:34,480
En la encomienda de abejas,
en cambio,
31
00:01:34,560 --> 00:01:37,040
lo que está dentro de la caja
se está moviendo.
32
00:01:37,120 --> 00:01:39,080
Dicho en un lenguaje
un poco más técnico,
33
00:01:39,160 --> 00:01:41,880
a pesar de que las moléculas de aire
y las abejas dentro de la caja
34
00:01:41,960 --> 00:01:43,320
puedan estar moviéndose,
35
00:01:43,400 --> 00:01:45,960
el centro de gravedad
de la caja con abejas está quieto,
36
00:01:46,040 --> 00:01:47,440
como el de la manzana.
37
00:01:47,920 --> 00:01:49,920
Entonces, como
el sistema en conjunto está quieto,
38
00:01:50,000 --> 00:01:52,920
la suma de las fuerzas externas
a ese conjunto es cero.
39
00:01:53,000 --> 00:01:54,880
¿Y cuáles son esas fuerzas externas?
40
00:01:54,960 --> 00:01:56,920
La gravedad que actúa
sobre la caja misma,
41
00:01:57,000 --> 00:02:00,600
sobre el aire y sobre las abejas,
todas estas fuerzas son hacia abajo,
42
00:02:00,680 --> 00:02:03,640
y la fuerza del plato de la balanza
hacia arriba.
43
00:02:05,680 --> 00:02:08,400
A veces, la física recurre
a una simplificación o a un modelo
44
00:02:08,480 --> 00:02:10,360
que capture la esencia
de lo que se quiere estudiar
45
00:02:10,440 --> 00:02:11,680
para entenderlo mejor.
46
00:02:11,760 --> 00:02:13,440
En este caso,
ese modelo simplificado
47
00:02:13,520 --> 00:02:16,240
sería una caja hermética
con una sola molécula de aire,
48
00:02:16,320 --> 00:02:17,360
como una pelota pequeña
49
00:02:17,440 --> 00:02:20,880
que rebota constantemente
entre el piso y el techo de la caja.
50
00:02:20,960 --> 00:02:22,680
Cuando la molécula
rebota en el piso,
51
00:02:22,760 --> 00:02:24,600
la aguja de la balanza
registra un aumento de peso
52
00:02:24,680 --> 00:02:26,120
ya que hay una fuerza
de abajo hacia arriba
53
00:02:26,200 --> 00:02:27,880
que parte del plato de la balanza.
54
00:02:27,960 --> 00:02:29,800
Esa fuerza actúa
por un brevísimo instante
55
00:02:29,880 --> 00:02:32,840
para cambiar la dirección
del movimiento de la molécula.
56
00:02:32,920 --> 00:02:34,800
Ahora la molécula
se mueve hacia arriba,
57
00:02:34,880 --> 00:02:36,040
hacia el techo de la caja
58
00:02:36,120 --> 00:02:39,240
a una velocidad un poco menor
porque la frena la gravedad.
59
00:02:39,320 --> 00:02:40,880
Cuando la molécula
rebota en el techo,
60
00:02:40,960 --> 00:02:43,080
la balanza registra
una disminución de peso
61
00:02:43,160 --> 00:02:45,680
ya que ahora la caja ejerce
una fuerza de arriba hacia abajo
62
00:02:45,760 --> 00:02:47,600
para invertir
la velocidad de la molécula.
63
00:02:47,680 --> 00:02:50,360
El resultado es que la aguja
se mueve entre dos valores
64
00:02:50,440 --> 00:02:52,640
y, en promedio,
registra el peso de la caja
65
00:02:52,720 --> 00:02:54,560
más el peso de la molécula de aire.
66
00:02:54,640 --> 00:02:56,840
El choque de las moléculas
con las paredes de la caja
67
00:02:56,920 --> 00:02:59,280
da lugar a una presión del aire
sobre las paredes.
68
00:02:59,360 --> 00:03:02,480
Esa presión del aire empuja
hacia afuera las paredes de la caja,
69
00:03:02,560 --> 00:03:04,440
pero, en realidad,
la presión es un poco mayor
70
00:03:04,520 --> 00:03:06,280
en el piso de la caja
que en el centro
71
00:03:06,360 --> 00:03:09,840
y esa diferencia de presión
proviene del peso del aire mismo.
72
00:03:11,720 --> 00:03:13,760
Una balanza registra
el equilibrio de fuerzas
73
00:03:13,840 --> 00:03:16,920
entre, por ejemplo, una caja
y el plato de una balanza.
74
00:03:17,960 --> 00:03:20,360
La presión de las moléculas de aire
sobre las paredes de la caja,
75
00:03:20,440 --> 00:03:23,960
que es mayor en la parte de abajo,
es registrada por la balanza.
76
00:03:27,520 --> 00:03:30,360
En el caso de la caja del apicultor,
para sostenerse en vuelo,
77
00:03:30,440 --> 00:03:31,480
las abejas deben empujar
78
00:03:31,560 --> 00:03:33,400
las moléculas de aire
debajo de ellas.
79
00:03:33,480 --> 00:03:34,920
Esas moléculas
comunican el movimiento
80
00:03:35,000 --> 00:03:37,520
hacia el piso de la caja
y, al rebotar en el piso,
81
00:03:37,600 --> 00:03:39,600
dan como resultado
el aumento de peso;
82
00:03:39,680 --> 00:03:42,040
la abeja le comunica su peso
al piso.
83
00:03:43,240 --> 00:03:45,120
Para entender lo esencial
de esa comunicación,
84
00:03:45,200 --> 00:03:47,160
otra vez se utilizará
un modelo simplificado:
85
00:03:47,240 --> 00:03:48,520
una abeja con dos aletas
86
00:03:48,600 --> 00:03:51,560
y dos moléculas de aire
como las del ejemplo anterior.
87
00:03:51,640 --> 00:03:53,680
Del mismo modo que en la discusión
del peso del aire,
88
00:03:53,760 --> 00:03:55,560
el peso de la abeja
es comunicado a la caja
89
00:03:55,640 --> 00:03:56,960
por el choque
de las moléculas de aire
90
00:03:57,040 --> 00:03:58,160
contra el piso.
91
00:03:58,560 --> 00:04:00,200
El resultado final
es que la presión del aire
92
00:04:00,280 --> 00:04:01,640
en la parte de abajo de la caja
93
00:04:01,720 --> 00:04:03,600
es un poco mayor
que en la parte de arriba,
94
00:04:03,680 --> 00:04:05,080
y esa diferencia de presión
95
00:04:05,160 --> 00:04:06,840
es la que da cuenta
del peso del aire
96
00:04:06,920 --> 00:04:08,640
más el peso de las abejas.
97
00:04:10,200 --> 00:04:12,880
Para resolver el enigma
de la caja de abejas en el correo,
98
00:04:12,960 --> 00:04:14,760
una vez más, fue necesario recurrir
99
00:04:14,840 --> 00:04:17,320
a dos de las leyes fundamentales
de la física:
100
00:04:17,400 --> 00:04:19,720
la primera y la tercera ley
de Newton.
101
00:04:24,160 --> 00:04:26,360
Quiero mandar por correo
una caja llena de abejas.
102
00:04:26,440 --> 00:04:27,920
Al pesarla en el correo,
103
00:04:28,000 --> 00:04:30,280
¿me conviene agitar la caja
para que las abejas vuelen
104
00:04:30,360 --> 00:04:32,440
y, así, disminuya un poco el peso?
105
00:04:33,120 --> 00:04:36,560
A. Sí, porque al volar
no se apoyan en la caja.
106
00:04:37,000 --> 00:04:39,840
B. Sí, siempre que las agite
de izquierda a derecha
107
00:04:39,920 --> 00:04:41,520
y no de arriba abajo.
108
00:04:41,600 --> 00:04:44,280
C. No, aun cuando las abejas
estén volando,
109
00:04:44,360 --> 00:04:46,080
la caja pesa lo mismo.
110
00:04:46,160 --> 00:04:50,440
Para saber la respuesta,
ingresá en www.ciencia.educ.ar.