Azali y la tierra plana

viernes, septiembre 5, 2014

Esta pregunta que respondo hoy curiosamente me la hicieron en la casa de mis padres hace un par de días, y un día después el lector Emmanuel Baez Guerrero hizo la misma pregunta en el grupo oficial de eliax en Facebook, por lo que decidí responderla oficialmente por este medio ya que estoy seguro que esta pregunta la han ponderado muchos de ustedes…

La pregunta es, ¿vuelan los aviones más rápidamente cuando vuelan en dirección contraria a la rotación de la Tierra?

A simple vista la respuesta aparenta ser que sí, ya que uno asumiría que si la tierra bajo el avión se mueve en dirección opuesta a la dirección en la que vuela el avión, que entonces el avión se mueve más rápido en relación a la Tierra en esa dirección que si tuviese viajando en la misma dirección de la rotación de la Tierra, pero como veremos en un instante, esa es una conclusión errónea.

Y la razón por la cual llegamos a esa conclusión errónea es que nuestros instintos nos engañan, debido a que no tomamos en consideración una de las fuerzas más básicas de la naturaleza, la inercia, o esa fuerza que hace que los movimientos quieran continuar en la misma dirección y/o rotación en la que están sometidos.

Un buen ejemplo de fuerza inercial es un automóvil tratando de girar en una esquina: Antes de este girar en la esquina hay que bajar la velocidad y casi detenerse, ya que si tratamos de doblar en 90 grados (es decir, en “L”) sin bajar la velocidad nos daremos cuenta que el auto desea continuar su rumbo de linea recta y no doblar (y en este caso, con efectos posiblemente catastróficos).

Otro ejemplo, y quizás más relevante a nuestra pregunta, es un tren. Si estamos dentro de un tren, y este acelera poco a poco hasta alcanzar digamos 200kph constantes, llegará un tiempo en donde todo lo que hagamos dentro del tren se sentirá como todo lo que hacemos fuera del tren, aun este esté viajando a tales velocidades.

Es decir, si estás dentro del tren, y tiras una bolita hacia arriba, esta caerá directamente hacia abajo en tu mano, en vez de salir volando de tu mano a 200kph en velocidad contraria al tren.

Eso se debe a que tanto tu, como la bolita y todo lo demás dentro del tren, ganaron energía inercial por medio de la aceleración del tren, y ahora en relación al tren sus velocidades son netamente cero, aun sus velocidades en relación a las paradas del tren sea de 200kph.

Pues similarmente, cuando un avión está estacionado en un aeopuerto (y asumamos que estamos en el ecuador terrestre), este se está moviendo junto con la Tierra a una velocidad aproximada de 1670kph (o cerca de medio kilómetro por segundo), pero nadie lo nota, ya que el avión (y todos los pasajeros) están siendo sometidos a la energía inercial de la Tierra y ya están “acostumbrados” a la velocidad y no la sienten.

Sin embargo, esa velocidad es importante notarla ya que en el momento que el avión despega del suelo sucede exactamente lo mismo que sucedió con la bolita en el tren: El avión sigue sujeto a la velocidad inercial adquirida y por tanto cualquier movimiento relativo que haga (como por ejemplo, con la propulsión de sus motores) será relativo a esa velocidad que ya tenía.

¿Qué significa eso? Que no importa en cual dirección vuele el avión, la fuerza inercial seguirá surgiendo efecto y por tanto el avión volará de igual manera y velocidad (en relación al suelo) en cualquier dirección que se dirija.

Una analogía con la bolita en el tren es tener a dos personas tirándose la bolita dentro del tren, parado uno en el extremo del vagón y otro en el otro extremo. No importa en cual dirección se pasen la bolita, esta no cambiará su velocidad en relación a los 200kph que va el tren.

Por otro lado, es conocimiento popular que en muchos lugares geográficos de la Tierra los aviones vuelan más rápidamente en dirección este-oeste (o viceversa) que en vía contraria, pero entonces ¿qué pasa aquí?

Pues en estos casos no hay ningún misterio y la respuesta es bastante sencilla: En el aire (y similar al mar) existen corrientes de aire que pueden ser aprovechadas por los aviones para “subirse” a ellas y en esencia aprovechar el viento para ahorrar combustible y/o viajar más rápidamente. Estas corrientes de aire son por lo general constantes (o al menos, por temporada) y por tanto son muy bien conocidas, y de paso un tanto relacionadas a fenómenos atmosféricos como El Niño o La Niña. Si vieron la película Buscando a Nemo, hay una escena en donde las tortugas marinas se meten en una corriente de agua submarina para viajar más rápidamente, y esencialmente es el mismo concepto.

Noten además que todo este tema tiene una curiosidad adicional: ¿Qué sucedería si una nave espacial, que no ha sido sujeta a la velocidad inercial de rotación de la Tierra, se acerca a la Tierra y se coloca flotando a unos kilómetros de altura?

Pues un par de cosas curiosas pueden suceder. Si la nave se posa lejos de los efectos de la atmósfera terrestre (digamos, más de 200km de altura), esta sencillamente se posará en el espacio mientras la Tierra rota bajo sus pies (aunque ojo, aquí entra un tema de órbitas y gravedad que no hace esto del todo correcto, pero para fines didácticos es esencialmente correcto).

Por otro lado, si la nave se posa a digamos 2km de altura, sucederá que la fuerza inercial de todas las partículas que forman la atmósfera (es decir, lo que comúnmente llamanos “el aire”) empezarán a “empujar” la nave en la misma dirección de rotación de la Tierra y eventualmente esta llegará a una velocidad estable (apuntando a cero) en relación a la superficie terrestre.

¿Curioso, no?

autor: josé elías

http://www.eliax.com/index.cfm?post_id=11272