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Quantum Fracture, ¿Por qué una Pluma y un Martillo Caen a la Vez?

¿Por qué una Pluma y un Martillo Caen a la Vez?

Coge una pluma y un martillo.

Ponlos a la misma altura y sueltalos.

¿Quién llega antes al suelo?

Bueno, obviamente el martillo.

Pero quítale el aire a la habitación y todo tipo de rozamientos.

¿Quién llega antes?

¿Algo que pesa mucho o algo que pesa poco?

La verdad es que me aburre un poco deciros la respuesta: hay tantos vídeos mostrandolo

en cámaras de vacío o incluso en el espacio que creo que sonar repetitivo.

Sí, caen a la vez.

Lo puedes ver de manera cutre también en tu casa: si tiras un libro y folio al suelo,

verás que el folio tarda más en tocar el suelo, pero si colocas el folio encima del

libro para aplacar el rozamiento con el aire, caen a la vez.

La pregunta aquí es, ¿por qué pasa esto?

¿No es poco intuitivo que todo, sin importar su peso, caiga siempre al mismo ritmo?

Lo es.

Es más.

Es super extraño.

Un hecho que hace que la gravedad se convierta en el bicho raro de las interacciones y un

misterio que no fue resuelto hasta que la Relatividad General entró en escena.

Ojo, porque aquí va el enigma más antiguo de toda la física:

Pensemos primero en alguien no tan raro para que entendáis el problema: la fuerza eléctrica.

Imagina que en medio del espacio hay una gran bola metálica cargada eléctricamente, una

especie de Estrella de la Muerte, solo que ahora es más de la muerte.

Ahora piensa que flotando sobre su superficie tenemos un martillo y una pluma.

Olvidaos de la gravedad por un momento; si soltamos a estos dos ¿quién va a chocar

antes contra el suelo?

La respuesta depende de dos propiedades.

La primera es la carga eléctrica.

La “carga” que posee un cuerpo, esencialmente, es cuanto es capaz de perturbarle una cierta

interacción.

Cuanto más alta sea la carga de una cierta fuerza más intensamente le va a afectar.

En este caso, cuanto más cargado eléctricamente esté más fuerte va a ser la interacción

eléctrica, más va a ser acelerado y antes va a chocar contra el suelo.

Resulta que nuestra pluma tiene la misma carga eléctrica que el martillo, por lo que no

sabemos quién va a ganar.

Pero, por otro lado, tenemos a la masa inercial.

La masa inercial, o simplemente masa, refleja la dificultad que hay de mover algo o de hacerlo

parar de moverse.

Si la masa de un cuerpo es muy baja quiere decir que con fuerzas pequeñas puedes acelerarlo

muy rápido.

Si su masa es alta quiere decir que se necesita de fuerzas muy grandes para hacer que acelere

de la misma manera.

Mover un dardo con una mano es fácil, mover un camión con una mano es difícil.

Mayor la masa, mayor la resistencia.

El martillo es mucho más pesado que la pluma, tiene mucha más masa, así que, aunque la

pluma y él sienten la misma fuerza, a él le cuesta mucho más arrancar a moverse rápido,

por lo que la pluma le gana y choca contra el suelo mucho antes.

La situación podría haber sido distinta: el martillo podría haber estado mucho más

cargado que la pluma y con ese extra de fuerza haberla superado, o en vez de utilizar un

martillo tan grande haber usado uno más ligero y fácil de mover, lo que hubiera sido una

ventaja.

Como veis es todo una lucha entre cuanta es la resistencia a moverse y cuanto le afecta

la fuerza implicada.

Podrías pensar en principio que la gravedad juega al mismo juego.

Al igual que la fuerza eléctrica tiene su propia carga (la carga eléctrica) la fuerza

de la gravedad también debería tener su propia carga: la carga gravitatoria.

Si tienes mucha carga gravitatoria, la gravedad te perturba mucho y te acelera con intensidad,

si tienes poca ni te enteras de que está presente.

Así que volvamos a nuestro caso clásico del martillo y la pluma: Si los soltamos,

¿quién tocará antes el suelo?

Pues la realidad es que si vemos la situación en términos de su masa y su carga gravitatoria,

vemos que el martillo tiene mucha masa pero a la vez tiene mucha carga gravitatoria, y

por su lado la pluma tiene muy poca masa pero a la vez tiene muy poca carga gravitatoria.

Uno es muy pesado pero le afecta mucho la gravedad, y la otra es muy ligera pero la

gravedad le influye muy poco.

Resultado: los dos efectos se igualan y caen a la vez.

Y esto no es especial de este caso concreto: en cualquier escenario de objetos cayendo

que se te pueda ocurrir, siempre sucede que los objetos con más masa tienen también

mucha carga gravitatoria, y los objetos con menos masa también tiene poca carga gravitatoria,

lo que hace que todos los objetos caigan al mismo ritmo.

Este es el gran descubrimiento que hizo Galileo: resulta que la carga gravitatoria de cualquier

objeto siempre se equilibra con su masa, de modo que los dos efectos, resistir moverse

y ser influenciado por la gravedad, se cancelan y todos los cuerpos caen a la vez.

La carga gravitatoria es siempre igual a la masa inercial.

Este es el Principio de Equivalencia débil, y por eso nadie dice “carga gravitatoria”

cuando se habla de planetas girando o manzanas cayendo.

Ya que son iguales, es más económico quedarte con una de las cantidades y usarla todo el

rato en todos los casos.

Por mucho que sean dos conceptos muy diferentes… En la práctica, resultan ser lo mismo.

Y eso es algo muy raro.

Todas las fuerza fundamentales que conocemos tienen sus propias cargas, unos números únicos

que nos dicen cuanto te influye la interacción, totalmente separados de tu resistencia a moverte,

tu masa… Pero en el caso de la gravedad estos dos números extrañamente coinciden

siempre, algo que hemos confirmado con precisión en muchos experimentos a lo largo de la historia.

El principio de equivalencia débil nos ha acompañado desde el nacimiento de la física,

apuntándonos que había algo especial y diferente con la gravedad.

Un fenómeno que parece una fuerza… Pero que realmente tiene un origen mucho más alucinante.

Pero eso lo veremos en el próximo vídeo.

Y ya sabes, si quieres más ciencia solo tienes suscribirte. y gracias por verme.

¿Por qué una Pluma y un Martillo Caen a la Vez? ||||||Hammer|||| Warum fallen eine Feder und ein Hammer zur gleichen Zeit? Why do a Feather and a Hammer Fall at the Same Time? Pourquoi une plume et un marteau tombent-ils en même temps ? Porque é que uma pena e um martelo caem ao mesmo tempo? Neden Bir Tüy ve Bir Çekiç Aynı Anda Düşer?

Coge una pluma y un martillo. Take|||||hammer

Ponlos a la misma altura y sueltalos. Put them||||||let them go

¿Quién llega antes al suelo? Who reaches the ground first?

Bueno, obviamente el martillo. |||hammer

Pero quítale el aire a la habitación y todo tipo de rozamientos. |remove||||||||||friction

¿Quién llega antes?

¿Algo que pesa mucho o algo que pesa poco? ||it weighs||||||

La verdad es que me aburre un poco deciros la respuesta: hay tantos vídeos mostrandolo |||||it bores|||to tell you||||so many||showing it

en cámaras de vacío o incluso en el espacio que creo que sonar repetitivo. ||||||||||||to sound|repetitive

Sí, caen a la vez.

Lo puedes ver de manera cutre también en tu casa: si tiras un libro y folio al suelo, |||||cheap||||||you throw||||page||

verás que el folio tarda más en tocar el suelo, pero si colocas el folio encima del |||page|takes||||||||you place||||

libro para aplacar el rozamiento con el aire, caen a la vez. ||to appease||friction|||||||

La pregunta aquí es, ¿por qué pasa esto?

¿No es poco intuitivo que todo, sin importar su peso, caiga siempre al mismo ritmo? |||intuitive|||||||fall||||

Lo es.

Es más.

Es super extraño.

Un hecho que hace que la gravedad se convierta en el bicho raro de las interacciones y un ||||||gravity||becomes|||creature|||||| A fact that makes gravity become the oddball of interactions and a

misterio que no fue resuelto hasta que la Relatividad General entró en escena. ||||solved|||||||| mystery that was not solved until General Relativity entered the scene.

Ojo, porque aquí va el enigma más antiguo de toda la física: Be careful, because here is the oldest enigma in all of physics:

Pensemos primero en alguien no tan raro para que entendáis el problema: la fuerza eléctrica. Let's think|||||||||you understand||||| Let's think first of someone not so rare for you to understand the problem: the electric force.

Imagina que en medio del espacio hay una gran bola metálica cargada eléctricamente, una |||||||||ball|metallic|charged|electrically|

especie de Estrella de la Muerte, solo que ahora es más de la muerte. kind of Death Star, only now it's more Death Star.

Ahora piensa que flotando sobre su superficie tenemos un martillo y una pluma. ||||||surface|||hammer|||

Olvidaos de la gravedad por un momento; si soltamos a estos dos ¿quién va a chocar Forget||||||||we let go|||||||crash

antes contra el suelo?

La respuesta depende de dos propiedades.

La primera es la carga eléctrica.

La “carga” que posee un cuerpo, esencialmente, es cuanto es capaz de perturbarle una cierta ||||||essentially||||||bother|| The "load" that a body possesses, essentially, is that which is capable of disturbing it by a certain amount.

interacción.

Cuanto más alta sea la carga de una cierta fuerza más intensamente le va a afectar. The higher the load of a certain force the more intensely it will affect it.

En este caso, cuanto más cargado eléctricamente esté más fuerte va a ser la interacción |||||charged||it is||||||| In this case, the more electrically charged it is, the stronger the interaction will be.

eléctrica, más va a ser acelerado y antes va a chocar contra el suelo. |||||accelerated||||||||floor

Resulta que nuestra pluma tiene la misma carga eléctrica que el martillo, por lo que no |||||||||||hammer||||

sabemos quién va a ganar.

Pero, por otro lado, tenemos a la masa inercial. ||||||||inertial

La masa inercial, o simplemente masa, refleja la dificultad que hay de mover algo o de hacerlo ||||||reflects||||||||||

parar de moverse. ||to move

Si la masa de un cuerpo es muy baja quiere decir que con fuerzas pequeñas puedes acelerarlo ||||||||||||||||to accelerate it

muy rápido.

Si su masa es alta quiere decir que se necesita de fuerzas muy grandes para hacer que acelere |||||||||||||||||accelerate

de la misma manera.

Mover un dardo con una mano es fácil, mover un camión con una mano es difícil. ||dart||||||||||||| Moving a dart with one hand is easy, moving a truck with one hand is difficult.

Mayor la masa, mayor la resistencia.

El martillo es mucho más pesado que la pluma, tiene mucha más masa, así que, aunque la |hammer|||||||||||||||

pluma y él sienten la misma fuerza, a él le cuesta mucho más arrancar a moverse rápido, |||||||||||||to start|||

por lo que la pluma le gana y choca contra el suelo mucho antes. ||||||||it crashes|||||

La situación podría haber sido distinta: el martillo podría haber estado mucho más ||could|have||||hammer|||||

cargado que la pluma y con ese extra de fuerza haberla superado, o en vez de utilizar un ||||||||||it|overcome||||||

martillo tan grande haber usado uno más ligero y fácil de mover, lo que hubiera sido una |||||||light||||||||| hammer so large to have used one that was lighter and easier to move, which would have been a

ventaja.

Como veis es todo una lucha entre cuanta es la resistencia a moverse y cuanto le afecta |||||struggle||as much|||||||||

la fuerza implicada. ||involved

Podrías pensar en principio que la gravedad juega al mismo juego.

Al igual que la fuerza eléctrica tiene su propia carga (la carga eléctrica) la fuerza

de la gravedad también debería tener su propia carga: la carga gravitatoria. |||||||||||gravitational

Si tienes mucha carga gravitatoria, la gravedad te perturba mucho y te acelera con intensidad, ||||||||disturbs||||speeds up||

si tienes poca ni te enteras de que está presente. |||||you realize||||

Así que volvamos a nuestro caso clásico del martillo y la pluma: Si los soltamos, ||||||||||||||we let go

¿quién tocará antes el suelo? |will touch|||

Pues la realidad es que si vemos la situación en términos de su masa y su carga gravitatoria,

vemos que el martillo tiene mucha masa pero a la vez tiene mucha carga gravitatoria, y

por su lado la pluma tiene muy poca masa pero a la vez tiene muy poca carga gravitatoria. |||||||little||||||||||

Uno es muy pesado pero le afecta mucho la gravedad, y la otra es muy ligera pero la One is very heavy but is very much affected by gravity, and the other is very light but the

gravedad le influye muy poco. ||influences||

Resultado: los dos efectos se igualan y caen a la vez. |||||are equal|||||

Y esto no es especial de este caso concreto: en cualquier escenario de objetos cayendo ||||||||||||||falling

que se te pueda ocurrir, siempre sucede que los objetos con más masa tienen también

mucha carga gravitatoria, y los objetos con menos masa también tiene poca carga gravitatoria, ||gravitational|||||||||||

lo que hace que todos los objetos caigan al mismo ritmo. ||makes|||||fall|||

Este es el gran descubrimiento que hizo Galileo: resulta que la carga gravitatoria de cualquier |||||||Galileo||||||| This is the great discovery that Galileo made: it turns out that the gravitational charge of any

objeto siempre se equilibra con su masa, de modo que los dos efectos, resistir moverse |||is balanced|||||||||||

y ser influenciado por la gravedad, se cancelan y todos los cuerpos caen a la vez. ||influenced|||||cancel out||||||||

La carga gravitatoria es siempre igual a la masa inercial. |||||||||inertial

Este es el Principio de Equivalencia débil, y por eso nadie dice “carga gravitatoria” |||||Equivalence|||||||| This is the weak Equivalence Principle, and that is why nobody says "gravitational charge".

cuando se habla de planetas girando o manzanas cayendo. ||||||||falling when talking about spinning planets or falling apples.

Ya que son iguales, es más económico quedarte con una de las cantidades y usarla todo el |||||||to stay||||||||| Since they are the same, it is more economical to keep one of the quantities and use it all the time.

rato en todos los casos. while||||

Por mucho que sean dos conceptos muy diferentes… En la práctica, resultan ser lo mismo. |||||||||||they turn out||| Although they are two very different concepts... In practice, they turn out to be the same thing.

Y eso es algo muy raro.

Todas las fuerza fundamentales que conocemos tienen sus propias cargas, unos números únicos |||||||||charges|||

que nos dicen cuanto te influye la interacción, totalmente separados de tu resistencia a moverte, |||||it influences||||separated|||||

tu masa… Pero en el caso de la gravedad estos dos números extrañamente coinciden ||||||||||||strangely|

siempre, algo que hemos confirmado con precisión en muchos experimentos a lo largo de la historia. ||||confirmed|||||||||||

El principio de equivalencia débil nos ha acompañado desde el nacimiento de la física, |||equivalence||||accompanied|||birth|||

apuntándonos que había algo especial y diferente con la gravedad. pointing at us|||||||||

Un fenómeno que parece una fuerza… Pero que realmente tiene un origen mucho más alucinante. ||||||||||||||amazing

Pero eso lo veremos en el próximo vídeo.

Y ya sabes, si quieres más ciencia solo tienes suscribirte. y gracias por verme.