Si los Simpsons pueden caminar sobre el agua, ¿yo puedo hacerlo?, la ciencia responde

Desde adolescente he sido fanático de la caricaturara de los Simpsons, la cual suele tener muchos referentes culturales, pop, y geek. Por ejemplo, en el episodio 499 –The Daughter Also Rises– entre otras cosas podemos ver que Marge se pone unos zapatos especiales para caminar sobre el agua. Y entonces me saltaron algunas preguntas: ¿esto es sólo un chiste más de esta caricatura?, ¿existen tales cosas?

La física de los zapatos para caminar sobre el agua

Flotar.
De acuerdo con el principio de Arquímedes, si deseamos flotar en la superficie del agua, nuestro peso sumergido se debe equilibrar con el peso del agua desplazada.  Es decir, necesitamos, apoyarnos en un objeto de densidad baja y volumen alto.  Por ejemplo, largos bloques de unicel o madera o similar; con esta idea es que flotan los pesados barcos de acero, que navegan en diferentes océanos todos los días.  Con esto se resuelve el problema de estar flotando, ¿qué hay de estar de pie?

Estar de pie en el agua.
Para mantener una posición vertical basta con mantener nuestro centro de gravedad (con todo y zapatotes) en la vertical natural de nuestro cuerpo. Si hay mucha más masa en uno de los zapatos, si nos agachamos con la cabeza hacia adelante, el centro de gravedad estaría fuera de la vertical, y tendríamos una componente vectorial de nuestro peso que nos haría caer. Simetría en el equipo y equilibrio natural que solemos manejar es suficiente para mantenernos de pie. ¿Caminar es igual de simple?

Caminar sobre el agua.
Para caminar, nuestro tobillo se dobla, de modo que la planta de pie hace un plano inclinado, nuestro empuje y peso hacen que este plano inclinado empuje a la Tierra, pero como tiene una masa mucho más grande, la Tierra no se mueve; pero nosotros tenemos una masa menor, por lo que si nos movemos –esto es basado en la tercera ley de Newton. Entonces, nuestro otro pie que ya se encontraba en el aire, evita una caída, pues toca el piso, se detiene y mantiene el equilibrio. Mientras tanto, el primer pie se eleva para seguir el movimiento de la caminata. Este proceso usualmente lo hacemos en pisos con fricción.

Pero en el agua, todas estas condiciones son complicadas de lograr, podemos hace un plano inclinado con el zapato especial, pero las primeras capas de agua se deslizan por lo que su efecto se mínimo; el otro pie no lo podemos usar para detenernos porque la fricción en este sistema es pequeña. Así lo podemos ver en el siguiente video, donde unos estudiantes de nivel preparatoria nos demuestran que pueden estar de pie en el agua, pero caminar les cuesta mucho esfuerzo



En todo caso, lo mejor es actuar como en la nieve con skies. Usar los zapatos para estar de pie en el agua y unos remos para impulsarse a través de la superficie.

Basados en todo lo anterior, podemos pensar que otros videos llamativos sobre correr sobre el agua son falsos. Pero ciertos animales (por su tamaño, peso y velocidad) si pueden atravesar corriendo trechos de agua.

Preguntas para pensar
1) ¿Los buzos pueden caminar abajo del agua?, ¿tenemos las mismas condiciones que en la superficie para hacer esta caminata?

2) Los astronautas en la Luna saltan más que caminar, ¿la baja gravedad es un impedimento para hacer una caminata normal?

2 comentarios:

  1. Cada vez que veo esta página mis ganas de estudiar el maravilloso mundo de la ciencia y aprobar mi carrera con una nota decente aumentan. Cada vez que vuelvo a clase esas ganas desaparecen automáticamente.

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  2. En la película "Por Siempre Cenicienta" sale el personaje de Leonardo Da Vinci caminando sobre el agua con unos zapatos de madera enormes y si se ve que le cuesta trabajo caminar sobre ella.

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