Rueda De Maxwell

Hace mucho tiempo diego me hizo una pregunta que aún no le había respondido, cómo funciona un yoyó. Todo el mundo sabe lo que es un yoyó, pero por si hubiera algún despistado en la sala, es ese juguete que consiste en un disco con una ranura en el borde donde se enrolla una cuerda. Al agarrar la cuerda y soltar el disco, este va bajando poco a poco a la vez que gira, hasta que se desenrolla del todo la cuerda y vuelve a subir. Eso es lo básico, luego uno puede hacer todo tipo de malabares con ello.

Volviendo a lo que nos ocupa, este invento, aunque no lo parezca, tiene bastante física detrás. Es un buen ejemplo de la ley de conservación de energía (otra ley de conservación de la física de las muchas que hay, si recordáis, ya hablamos de la ley de conservación del momento angular). El yoyó tiene lo que se llama energía potencial por estar en un sitio con gravedad (por eso es en concreto energía potencial gravitatoria). Cuando tenemos un cuerpo en el aire, tiene una energía potencial gravitatoria que depende de la altura a la que esté. Mientras cae, esa energía potencial gravitatoria se va convirtiendo en energía cinética, que es la que tienen los cuerpos por moverse a una determinada velocidad. Cuanto menor es su altura, menor es su energía potencial, y va aumentando la velocidad porque su energía cinética aumenta para que la suma de las dos sea la energía total que tenía al principio, pues como hemos dicho la energía se conserva.

El yoyó es básicamente eso. Cuando tiene la cuerda enrollada está quieto y tiene una energía potencial gravitatoria. Cuando lo soltamos empieza a bajar, y pierde energía potencial, que se va convirtiendo en energía cinética y hace que baje cada vez más rápido. Es obvio que el yoyó baja mucho más despacio que lo pudiera bajar un objeto cualquiera con la misma masa que soltáramos desde la misma altura que el yoyó. ¿Esto significa que en el yoyó la energía no se conserva? Porque claro, si tienen la misma masa y están a la misma altura, el yoyó y el otro objeto tendrían que que tener la misma energía potencial, y tendrían que bajar a la misma velocidad para que su energía cinética también fuera igual y todo se conservara. ¿Qué le pasa al yoyó?

Pues algo muy sencillo, que su movimiento no es sólo de bajada. La energía cinética es la que tiene un cuerpo por el hecho de moverse. El yoyó se mueve de dos formas. Una de las formas es que se traslada, es decir, cambia de posición, igual que el otro objeto, pero también hay otra forma. El yoyó también rota, es decir, gira alrededor de un eje que está en su centro.

Esta rotación se debe a que se ejerce lo que se llama un momento de fuerza, torque o par, como queráis llamarlo, en el yoyó. Son dos fuerzas aplicadas en dos puntos distintos del yoyó y de sentido contrario que hace que este gire (coged un boli y empujadlo a la vez con los dedos cerca de los dos

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