viernes, 6 de mayo de 2011

APLICACIONES TECNOLÓGICAS DE LA CONSERVACIÓN DEL MOMENTO ANGULAR

¿Por qué es más estable girando que si no lo hace? 

La razón, una ley fundamental de la naturaleza: la conservación del momento angular. Cualquier objeto que parte con una velocidad inicial y es proyectado hacia otro lugar en el seno de un campo gravitatorio describirá una trayectoria parabólica. Esto es bien conocido, pero cuando se tiene que calcular el punto de impacto de una bala influyen otros factores como el simple hecho de que el disparo transcurre en el seno de un fluido que es el aire, que puede afectar y de hecho afecta a la trayectoria.
Por el simple hecho de tener una gran velocidad, el efecto Magnus podría hacer que errara el tiro. ¿Quién no ha visto nunca en un partido de tenis cómo la bola sale disparada y de pronto efectúa un giro desconcertando al oponente? Se le llama vulgarmente "dar efecto". En realidad el efecto Magnus se encarga de todo él solito. Cualquier objeto que rote en el seno de un fluido siente el efecto Magnus.
El remolino de aire que se crea alrededor del objeto que está rotando hace que en la parte que está a favor del viento aumente la velocidad y en el lado opuesto se disminuya. Entonces la presión se reduce según el cuadrado de la velocidad, y esta súbita pérdida de presión tendrá el efecto de una succión que desviará a la pelota de la trayectoria que tendría de no estar en el aire. Esquemáticamente lo vemos en la figura, donde el giro producirá que la pelota tienda a ir hacia abajo.
En la bala la rotación es en el eje principal, por tanto, es perpendicular a la dirección del viento (por mucho que sea el viento lateral es muy pequeño en orden de magnitud comparado con la velocidad de la bala en un tiro no balístico) de manera que la contrapresión como mucho haría que la bala se fuese hacia abajo. Lo cual no es tan malo como que se vaya hacia la izquierda o hacia la derecha.
Pero hablábamos de momento angular. Podemos imaginar el momento angular como la resistencia que oponen los objetos en rotación a que cambie de ángulo el eje en el que están rotando. En un sólido rígido, el momento angular es directamente proporcional a la velocidad de rotación y al momento de inercia. Como el momento de inercia es fijo ya que depende de la forma y la masa, cuanto mayor sea la velocidad de rotación, mayor el momento angular y más difícil será perturbar el eje de giro.