¿El frente del chorro de agua levanta la cabeza? La física de Aquatopia y Mermaid Lagoon (Física Disney)
Soy Ken Kuwako, entrenador de ciencia. Para mí, cada día es un experimento.
¿Sabías que en DisneySea se esconden por todas partes las “parábolas” que se estudian en clase de matemáticas? Esas curvas suaves que dibuja el agua en el aire son, en realidad, la física en estado puro. En mi última visita a DisneySea pude observar parábolas preciosas en varios rincones, así que te las presento como parte de la “física de Disneylandia”.
¿Qué es una parábola?
Si lanzas una pelota en diagonal, esta vuela trazando una curva en forma de montaña. Esa curva es una parábola, y aparece porque la gravedad de la Tierra no deja de tirar de los objetos hacia abajo.
En matemáticas, la parábola se estudia como la gráfica de una “función cuadrática”. Es decir, el movimiento de una pelota lanzada o de un chorro de agua se convierte en una fórmula que podemos ver con nuestros propios ojos. En física, hay dos formas básicas de lanzar algo:
・Lanzamiento horizontal: se lanza el objeto justo hacia un lado
・Lanzamiento oblicuo: se lanza el objeto en diagonal, hacia arriba
En ambos casos, si la resistencia del aire es pequeña, la trayectoria que sigue el objeto es una parábola.
Primer escenario: el agua de Aquatopia
El primero es la atracción “Aquatopia”. Esta vez no me subí, sino que la grabé desde fuera. Allí se ve cómo el agua vuela dibujando una parábola perfecta para no golpear las barcas que avanzan por el interior de la atracción.
El lugar donde cae el agua depende de la velocidad y del ángulo con que sale. Si se ajustan justo a la medida, el agua puede pasar sin tocar las barcas. Los cálculos de física se usan de verdad en el diseño de la atracción, ¿no te parece genial?
Segundo escenario: la zona de juegos acuáticos de Mermaid Lagoon
El segundo está dentro de Mermaid Lagoon: una especie de plaza donde los niños pueden jugar. El agua sale de muchos sitios distintos, y se pueden ver chorros con movimientos muy parecidos al lanzamiento oblicuo y al horizontal.
Si cambian la dirección o la fuerza con que sale el agua, también cambia la forma de la parábola. Mientras los niños corren persiguiendo el agua, bajo sus pies se está llevando a cabo, sin que se den cuenta, un experimento de física.
El misterio de la “cabeza levantada” del agua
En los dos lugares noté que, en el extremo del chorro, el agua se iba separando en gotitas diminutas. El agua tiene tendencia a mantenerse unida gracias a la tensión superficial. Por eso, a medida que avanza, el chorro se va dividiendo en un montón de gotas.
Si te fijas aún más, verás que la punta del chorro tiene una forma como de cabeza ligeramente levantada. Esta es mi hipótesis:
El agua de la punta es la primera en chocar contra el aire, así que pierde un poco de velocidad. En cambio, el agua de detrás se esconde tras la de delante y casi no sufre la resistencia del aire, de modo que va alcanzando a la punta mientras traza una parábola casi ideal. Esa es la idea.
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