¿Cómo cae un muelle? Solución

La encuesta se ha cerrado, y los resultados  han quedado igualados. El 36% opina que una parte sube y la otra baja, encontrándose en un punto intermedio antes de caer, mientras que el 31% opina que la parte de arriba cae primero. Un 21% cree que ambas caen a la vez, y tan solo un 10% opina que la parte de abajo cae primero. ¿Cuál es la verdadera? Os pongo el video con la solución y después razonamos un poco, y os doy la explicación: 

¡TACHÁN! Enhorabuena a los que marcaran que la parte superior caería primero, son los vencedores de este duelo de física. Ahora razonemos todos juntos el por qué estaban equivocados todos los demás:

Usando un poco la lógica, vemos que la opción de que cayese primero la parte de abajo es totalmente imposible. Al tenerlo sujeto, la parte baja está ya todo lo abajo posible, con lo que si tuviese que bajar más lo haría antes de soltarlo, ya que con la mano lo que su sujetas es la parte superior.

Por este mismo motivo, la opción de que la parte inferior subiese mientras la otra bajaba hasta juntarse es también imposible ya que de tener que subir, lo haría antes de ser soltado (como bien dedujeron Zeki y Alex).

Las opciones más probables por tanto eran la de que ambas cayesen a la vez, o la de que la parte de arriba cayese primero. La explicación es sencilla. Supongamos que cada vuelta del muelle es un elemento, y el muelle está formado por muchos de ellos. Cada uno soporta tres fuerzas distintas: una es, como en todos los cuerpos de la tierra, la gravedad.

En rojo y verde las tensiones del muelle,
en azul la gravedad y en amarillo la ejercida por la mano.

Las otras dos, son las ejercidas por la tensión del muelle, es decir, el elemento de encima “tira” de él hacia arriba, y el de debajo “tira” de él hacia abajo. En el primero, la fuerza que tira hacia arriba la ejerce la mano, mientras que en el último la fuerza que tira hacia abajo no existe. Las fuerzas ejercidas por la tensión se anulan entre ellas. En el momento en que la mano suelta el muelle, este cae más rápido que en caída libre, ya que además de la gravedad, soporta una fuerza que tira de él hacia abajo. En este momento, se dice que la tensión del muelle ha cambiado. Pero se propaga en forma de onda elástica, es decir, que cada elemento se “entera” del cambio de tensión cuando todos los elementos que tiene encima caen sobre él, y en ese momento empiezan a caer. Por eso la parte de abajo se queda quieta, porque en él las fuerzas siguen anulándose. En las imágenes está ilustrado lo mejor que he podido. Como véis en la primera, la flecha azul representa la gravedad, la roja la tensión del muelle hacia abajo, la verde la tensión del muelle hacia arriba, y la amarilla la ejercida por la mano. Entre todas ellas se anulan, lo que hace que el muelle no caiga mientras lo sujeta.

En el primer elemento del muelle, la fuerza ejercida por la mano (la amarilla) y la tensión del muelle hacia arriba las ejerce la mano, de modo que cuando se suelta, las fuerzas que quedan son la que tira hacia abajo (la roja) y la de la gravedad (la azul), con lo que empieza a caer. Y de forma similar va ocurriendo en cada elemento en cuanto el elemento superior choca con él, como ilustra la imagen dos.

Mi madre, sin tener ni idea de física, lo acertó.

Gracias a todos por la colaboración, y en la próxima encuesta (que la habrá) nos veremos. Enhorabuena a los que lo hayan acertado, y a los demás a joderse más suerte la próxima vez.

FUENTE