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鈥淎 toda acci贸n le corresponde una acci贸n igual y contraria.鈥 As铆 dice el principio de acci贸n y reacci贸n, una de las leyes fundamentales de la f铆sica, m谩s o menos como lo enunci贸 Isaac Newton en 1687.
Se puede ilustrar con lo que sucede en el juego de billar. Cuando la bola blanca choca contra una bola roja en reposo, hay una acci贸n de la bola blanca sobre la roja. Esta a su vez aplica sobre la bola blanca un golpe de igual intensidad, pero de sentido contrario. Como consecuencia del primer golpe (la acci贸n), la bola roja sale despedida. Como consecuencia de la reacci贸n, la bola blanca se frena y queda detenida.
Este principio es, posiblemente, la m谩s conocida de las leyes de la f铆sica. Sin embargo (o, tal vez, por eso mismo) da lugar a muchos males entendidos cuando no se lo aplica como es debido.
Por ejemplo, se dir铆a que cuando un auto choca contra un 谩rbol y lo voltea es porque la acci贸n del auto sobre el 谩rbol es mayor que la reacci贸n del 谩rbol sobre el auto. Sin embargo, el principio dice claramente que la acci贸n y la reacci贸n siempre tienen la misma intensidad. Lo que ocurre es que la acci贸n y la reacci贸n son fuerzas que act煤an sobre cuerpos distintos (en este caso, la acci贸n sobre el 谩rbol y la reacci贸n sobre el auto). Por lo tanto, no compiten entre s铆. Para saber si el auto voltea al 谩rbol hay que analizar cu谩les son las fuerzas que recibe el 谩rbol. El 谩rbol es golpeado por el auto por un lado y aguantado por las ra铆ces por el otro. El 谩rbol se cae si la fuerza ejercida por el auto es mayor que la que las ra铆ces hacen sobre el tronco. Estas dos fuerzas no forman un par de acci贸n y reacci贸n porque est谩n aplicadas sobre el mismo objeto: el 谩rbol. La fuerza que el 谩rbol hace sobre el auto no interviene para nada en el an谩lisis.
Este malentendido alrededor del principio de acci贸n y reacci贸n se plantea a veces en forma de acertijo, como el que enuncia J. M. Levy Leblond en su libro La f铆sica en preguntas: un hombre engancha su caballo a un carro y le ordena que empiece a tirar. Pero el animal, que acaba de leer los Principios de Newton, le contesta: 鈥淣o vale la pena que lo intente; como la acci贸n y la reacci贸n son iguales, el carro tirar谩 de m铆 tanto como yo tire de 茅l y no avanzaremos鈥.
Por supuesto, la experiencia ense帽a que cuando el caballo tira con suficiente fuerza, el carro s铆 se mueve. As铆 que hay algo que falla en el razonamiento del animal.
Cuando el caballo tira del carro hacia delante, el rozamiento entre las ruedas y el piso trata de mantenerlo en su sitio. El carro se mover谩 si el caballo tira de 茅l con suficiente fuerza como para vencer ese rozamiento. En cuanto al caballo, efectivamente, el carro tira de 茅l hacia atr谩s. Pero al mismo tiempo hay una fuerza de agarre (tambi茅n debida al rozamiento) entre el piso y los cascos. Esta fuerza de agarre es hacia delante y es la que, de ser suficientemente grande, har谩 mover al caballo (si el piso estuviera resbaladizo, el caballo patinar铆a y no podr铆a avanzar). Como en el caso del auto y el 谩rbol, las fuerzas que hay que analizar son las aplicadas sobre un determinado cuerpo. No son las fuerzas de las que habla el principio de acci贸n y reacci贸n, que siempre act煤an sobre cuerpos distintos.
Otro acertijo asociado al principio de acci贸n y reacci贸n es el conocido como 鈥淓l mono y la pesa鈥: un mono cuelga del extremo de una cuerda que pasa a trav茅s de una polea suspendida en el techo. En el otro extremo hay una pesa de acero de igual peso que el mono. Si el mono comienza a trepar por la cuerda, 驴qu茅 pasa con la pesa?
Este acertijo fue estudiado, entre otros, por Lewis Carroll, el autor de Alicia en el pa铆s de las maravillas. Seg煤n comenta en su correspondencia, Carroll plante贸 el problema a muchos amigos, profesores de matem谩tica como 茅l, y obtuvo respuestas muy diversas: que la pesa sube con velocidad creciente, que sube a la misma velocidad que el mono o que desciende. Sam Lloyd, experto norteamericano en acertijos que coment贸 este problema a principios del siglo XX, responde que a medida que el mono trepa por la cuerda, la pesa cae con velocidad creciente.
La realidad es que, cuando el mono tira de la cuerda, la cuerda tira del mono, por el principio de acci贸n y reacci贸n. Sobre el mono act煤an entonces dos fuerzas: su peso y la tensi贸n de la cuerda que la sostiene. El animal sube en la medida en que su peso sea superado por la tensi贸n de la cuerda.
Por otra parte, la tensi贸n se transmite a lo largo de la cuerda y tira tambi茅n de la pesa. Esta tensi贸n que hace subir el mono tambi茅n har谩 subir la pesa, porque ambos pesan lo mismo y las dos tensiones son iguales. Como resultado, la pesa y el mono suben exactamente a la misma velocidad. Y si el mono comienza a bajar, tambi茅n bajar谩 la pesa. En el mismo momento y a la misma velocidad.
El 13 de enero de 1920 apareci贸 en el New York Times un editorial que se burlaba de la pretensi贸n de Robert Goddard (el pionero de la astron谩utica) de que los cohetes a reacci贸n permitieran alguna vez llegar a la Luna. Adem谩s de se帽alar las dificultades asociadas a semejante empresa, el art铆culo dec铆a que un cohete funciona impulsando sus gases de escape contra algo, como cuando un remero apoya un remo contra el muelle para alejarse. Como el espacio exterior est谩 vac铆o, esta propulsi贸n ser铆a imposible. Pretender lo contrario implicaba poner en duda las leyes elementales de la f铆sica (el principio de acci贸n y reacci贸n, justamente). 鈥淎lgo que s贸lo Einstein y otros pocos elegidos est谩n en condiciones de hacer鈥, conclu铆a.
En realidad, un cohete a reacci贸n se impulsa sobre sus propios gases: empuja los gases hacia atr谩s y 茅stos empujan el cohete hacia adelante. M谩s de cincuenta a帽os de astron谩utica demuestran que la propulsi贸n en el espacio es posible.
En 1969, poco despu茅s de la llegada del hombre a la Luna, el mismo diario public贸 una rectificaci贸n donde volv铆an a citar la afirmaci贸n de Goddard y explicaban que 鈥減osteriores investigaciones鈥 hab铆an confirmado el principio de acci贸n y reacci贸n, y que 鈥渉a quedado establecido definitivamente que un cohete puede funcionar en el vac铆o tanto como en la atm贸sfera. El New York Times lamenta el error鈥.
Una escena t铆pica en muchas pel铆culas de acci贸n (como Rambo, Harry el sucio o Duro de matar) muestra a la v铆ctima de un tiroteo que, alcanzada por una bala, sale despedida hacia atr谩s. A veces con tanta violencia que cae a trav茅s de una ventana o vuela varios metros por los aires. El principio de acci贸n y reacci贸n ense帽a que esto solamente ocurre gracias a los efectos especiales.
Cuando la bala es disparada, recibe, por la detonaci贸n, una fuerza hacia delante. Al mismo tiempo, por acci贸n y reacci贸n, el arma recibe una fuerza hacia atr谩s, de igual magnitud que la anterior. De modo que el tirador que sostiene el arma recibe, en el momento del disparo, un impulso igual al que la bala aplica sobre la v铆ctima. Si este impulso es capaz de hacer volar a la v铆ctima varios metros hacia atr谩s, el tirador deber铆a experimentar un golpe de igual violencia y retroceder tambi茅n volando varios metros, porque se trata de impulsos iguales en ambos casos.
Lo que sucede realmente es que el actor que representa a la v铆ctima es tirado hacia atr谩s con un arn茅s y alambres invisibles para el espectador. Que esto es m茅rito de los efectos especiales y no de la realidad f铆sica es evidente por el hecho de que solamente puede verse en pel铆culas posteriores a los a帽os 鈥70. Hasta ese momento, la tecnolog铆a de Hollywood todav铆a no era capaz de lograr un vuelo suficientemente espectacular y natural.
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