El experimento de la caída del huevo consiste en tirar un huevo por la ventana, o lanzarlo por los aires, evitando que se espachurre contra el suelo. Esto se consigue diseñando un armazón o un buen embalaje que proteja al huevo en el momento del impacto.
Para construir la armadura se puede usar cualquier material pero esta vez hemos decidido utilizar únicamente pajitas de bebida (popotes). Quizás no logremos un aterrizaje perfecto pero la emoción está asegurada.
Materiales:
- Al menos un huevo.
- Varias pajitas de beber (popotes).
- Tijeras.
- Cinta adhesiva.
- Un lugar alto desde el que tirar el huevo. Si no es posible, o si quieres evitar el peligro de tener a los niños asomados por el balcón, otra opción es lanzarlo hacia arriba con fuerza. Es igual o más divertido.
Procedimiento:
- Teniendo en cuenta que el motivo de que el huevo se rompa no es la altura desde la que cae sino la parada brusca contra el suelo, trata de diseñar una carcasa con elementos que sean capaces de deformarse de tal manera que el choque se prolongue el mayor tiempo posible. Por ejemplo, si tiras un huevo sobre un ladrillo la colisión podría durar milésimas de segundo, pero si cayese sobre un bloque de espuma el impacto se alargaría mucho más en el tiempo, mientras la espuma se deforma. En fin, lo que hay que perseguir es que la velocidad que lleva el huevo no cambie de forma repentina.
- Una vez que tengas tu diseño diviértete comprobando su funcionamiento tirándolo desde una cierta altura o lanzándolo lo más alto que puedas. Si el huevo se rompe, será igual de divertido y además seguro que se te ocurren unas cuantas mejoras que podrás introducir en tu próximo diseño.
¿Qué ocurre?
Según la segunda ley de Newton la fuerza que experimenta un cuerpo es proporcional a su masa y a su aceleración:
F=m·a
Despreciando los efectos de la resistencia del aire, el huevo cae con una aceleración de 9,8m/s2, la de la gravedad. La aceleración indica la variación de velocidad que tiene lugar en la unidad de tiempo, así que la velocidad del huevo aumenta a un ritmo de 9,8 m/s. Es decir, a medida que pierde altura va ganando velocidad (la energía potencial se transforma en cinética).
Teniendo en cuenta el razonamiento anterior, sustituyendo la aceleración por la variación de velocidad con respecto al tiempo, la segunda ley de Newton podría expresarse así:
F=m·Δv/Δt
Si aplicamos esta fórmula cuando se produce la colisión, el huevo soportará una fuerza F. Por tanto, para que el huevo sobreviva, el objetivo tiene que ser minimizar esa fuerza.
La masa (m) incluye la del propio huevo y la del armazón. La variación de velocidad (Δv) indica simplemente eso, el cambio de velocidad que experimenta el artefacto (justo antes del golpe y después). El tiempo transcurrido en el choque es Δt, empezando a contar en el momento en el que el armazón toca el suelo.
Según esta expresión, la fuerza que soporta el huevo aumenta con su masa y con la variación de velocidad, pero disminuye cuanto mayor es la duración del impacto. Si somos capaces de hacer que la deceleración se dilate en el tiempo, la parada no será tan brusca, el huevo soportará una fuerza menor y tendrá posibilidades de quedar intacto.
La clave está en diseñar un armazón que pueda deformarse durante la colisión para que esta se alargue en el tiempo. Este mismo principio se aplica en las carrocerías de los coches, que incorporan zonas de deformación para disminuir la fuerza que soportan los ocupantes en caso de accidente. Los airbags, las protecciones acolchadas para columnas, los guantes de boxeo, todos funcionan de la misma manera, extendiendo la duración del impacto.
Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.
