La tendencia de Wile E. Coyote a flotar en el aire el tiempo suficiente para un disparo de reacción antes de caer NO es un ejemplo de real física. Puede parecer extraño mirar al mundo de los dibujos animados para aprender sobre las leyes físicas que gobiernan el mundo real, pero en medio de todas las locas cabriolas, explosiones salvajes, secuencias de persecución inverosímiles y escenas de acción francamente imposibles, a veces los dibujos animados aciertan con la física. . Debido a que las acciones físicas a menudo se exageran en la animación, en realidad puede ser más fácil ver las fuerzas en acción. Por supuesto, a veces es solo un buen juego de palabras de mecánica cuántica.
Estos 10 ejemplos de nuestros dibujos animados favoritos muestran momentos en los que las alocadas leyes del país de los dibujos animados dieron paso a las leyes reales de la física (pero aún así siguieron siendo alocadas).
Contenido- Flash utiliza túneles cuánticos
- Chica del principio de exclusión de St. Pauli de Futurama
- Sistema de propulsión del extintor de incendios de Wall-E
- Heat Death y el Big Bang en Futurama
- Batallas clásicas de Superman en un plano inclinado
- Homer, sus papas fritas y nuestros nuevos señores de las hormigas experimentan la ingravidez
- Venture Brothers:la órbita geosíncrona de Gargantua-1
- Olaf sobrevive a una larga caída en 'Frozen'
- El Sr. Increíble detiene el auto de los ladrones con un árbol, los ladrones siguen adelante
- Woody cuelga de su cordón en 'Toy Story 3'
10:Flash utiliza túneles cuánticos
Vale, vale, este cosplayer no puede moverse a través de la materia, pero el Flash animado sí. En varias ocasiones, Flash ha hecho vibrar sus moléculas usando sus poderes de supervelocidad y luego ha pasado a través de un objeto aparentemente sólido. ¿Que está pasando aqui? Una extrapolación bastante improbable de un concepto conocido como tunelización cuántica.
Tunelización cuántica es el medio por el cual partículas muy pequeñas, generalmente electrones, pueden atravesar capas muy delgadas de materiales intransitables. Depende de la mecánica cuántica, la forma en que las partículas actúan a escalas muy pequeñas. Específicamente, depende de la dualidad partícula/onda:a escalas cuánticas, las partículas exhiben propiedades tanto de partícula como de onda. Es imposible determinar la posición exacta de una partícula; en cambio, una partícula existe como una nube de probabilidades. Cuando una partícula choca contra una barrera delgada, existe una pequeña probabilidad de que la partícula exista al otro lado de la barrera. Choque suficientes partículas y algunas de ellas resultarán estar en el otro lado cuando se midan. A pesar del nombre, en realidad no atraviesan la barrera. Simplemente aparecen en el otro lado. Esto no es solo teórico:los microscopios de efecto túnel de electrones miden la cantidad de electrones que atraviesan materiales delgados para obtener imágenes increíblemente precisas.
¿Cómo funciona esto para Flash? Quantum no funciona en escalas macro. Es decir, los objetos completos no pueden hacer túneles cuánticos a través de paredes de ladrillo. Presumiblemente, Flash está haciendo vibrar sus moléculas para darle a cada molécula muchas, muchas oportunidades de aparecer al otro lado de la pared. Si bien el concepto es realista, en realidad no hay forma de que un objeto grande pueda hacer un túnel cuántico a través de algo tan grueso como una pared.
9:Chica del principio de exclusión de St. Pauli de Futurama
Nos encanta todo el humor científico de “Futurama”, y también la seguridad de que Sam Adams todavía es recordado como un cervecero y patriota en el año 3000. En el episodio "La ruta de todos los males", la pandilla "Futurama" intenta encontrar una buena cerveza. En su búsqueda, se encuentran con la cerveza St. Pauli Exclusion Principle Girl. Es una referencia a la cerveza alemana St. Pauli Girl, quizás más conocida por su logotipo que presenta a una mujer rubia con un atuendo tradicional.
Más importante aún, es una referencia al principio de exclusión de Pauli , una ley de la física cuántica descrita por primera vez por el físico Wolfgang Pauli (que era austriaco, no alemán) en 1925. El principio explica que las partículas con cierto tipo de espín (una propiedad intrínseca de las partículas cuánticas) nunca pueden ocupar el mismo estado cuántico.
Si bien la naturaleza de los estados cuánticos y el espín de las partículas puede ser difícil de entender, los resultados del principio de exclusión son fáciles de ver. Sin él, no tendríamos diferentes elementos con diferentes propiedades, como oxígeno, cobre, plutonio, hidrógeno, carbono o cualquier otro elemento de la tabla periódica. Sin elementos, no habría mucho de nada en el universo. Esto se debe a que el principio de exclusión de Pauli es lo que fuerza a los electrones a diferentes niveles de energía, o capas, alrededor del núcleo de un átomo. Esos diferentes niveles de energía de electrones son los que dan a los elementos diferentes propiedades y les permiten interactuar y formar nuevos elementos y reacciones químicas. ¡Gracias, Chica del Principio de Exclusión de St. Pauli!
8:Sistema de propulsión del extintor de incendios de Wall-E
Wall-E usa el empuje del extintor para impulsarse en la dirección opuesta a la boquilla de rociado. Cuando Wall-E necesita salir rápidamente de una cápsula de escape que se autodestruye, usa un extintor de incendios como sistema de propulsión, y se abre camino a un lugar seguro. Wall-E confiaba en la tercera ley del movimiento de Newton, que comúnmente se traduce como "Toda acción tiene una reacción igual y opuesta". Más exactamente, todas las fuerzas resultan de la interacción entre dos objetos, y cuando dos objetos interactúan, se aplican la misma cantidad de fuerza entre sí, y las fuerzas actúan en direcciones opuestas. Un bate aplica fuerza a una pelota de béisbol, y la pelota de béisbol aplica la misma cantidad de fuerza al bate, pero en direcciones opuestas. La diferencia que ves en el movimiento se debe a la segunda ley del movimiento de Newton (a=F/m, comúnmente representada como F=ma), que muestra que los objetos con mucha masa no aceleran tanto. Cuando haces rebotar una pelota de tenis en una pared de ladrillos, la pared acelera, pero si reemplazas su masa en la ecuación de la segunda ley, la aceleración es tan pequeña que no la notas.
En el caso de Wall-E, los dos objetos eran el propio Wall-E (incluido el extintor de incendios, que sostenía con fuerza) y el gas comprimido dentro del extintor. Cuando activa el extintor, el gas sale disparado con cierta fuerza. Una cantidad igual de fuerza empuja a Wall-E en la dirección opuesta.
¿Es esto plausible? Si bien los extintores de incendios varían mucho en cuanto a la cantidad de gas que contienen y la presión a la que se encuentran, definitivamente es razonable que un extintor grande pueda propulsar a Wall-E a velocidades impresionantes, especialmente teniendo en cuenta la poca masa de Wall-E.
7:Heat Death y el Big Bang en Futurama
Si le crees a los escritores y animadores de “Futurama”, el fin del universo se parece mucho al final de un día en Magic Kingdom, completo con hermosos fuegos artificiales. En el episodio "The Late Philip J. Fry", Fry y sus amigos viajan miles de millones de años en el futuro y son testigos del fin del universo, con todas las estrellas y galaxias explotando y desvaneciéndose en la nada. Esto concuerda aproximadamente con una teoría del fin del universo, en la que toda la materia y la energía se distribuyen de manera tan uniforme que ya no interactúa consigo misma, creando una estasis conocida como "muerte térmica". La línea descartable del profesor Farnsworth, "Ahí está el último protón decayendo", es un poco dudosa:en los modelos de física más comunes, los protones no se descomponen.
Sin embargo, el final del universo no es el final para nuestros personajes. Son testigos de un nuevo Big Bang y del nacimiento de un nuevo universo, que se desarrolla de manera idéntica al antiguo universo (incluso hasta que Leela espera a Frey crónicamente tarde en el mismo restaurante que ella en el antiguo universo). Si bien el concepto del Big Bang es preciso en un sentido muy general, "Futurama" no lo describe con precisión. El Big Bang no fue una explosión en el espacio; fue una explosión del espacio. En el Big Bang, el espacio mismo se expandió desde un punto infinitamente pequeño. No podías presenciar el Big Bang desde un lugar externo a menos que estuvieras fuera del universo (y debido a que eventualmente regresan a casa, sabemos que Frey, Farnsworth y Bender todavía están dentro del universo).
La muerte y el renacimiento repetidos del universo son conceptualmente precisos en algunos modelos cosmológicos, aunque podrían ocurrir por muchos mecanismos diferentes. Más comúnmente, el universo podría reducirse a un punto en lugar de experimentar la muerte por calor. Ese punto (una singularidad) eventualmente experimentaría otro Big Bang y reiniciaría el proceso.
6:Batallas clásicas de Superman en un plano inclinado
Incluso el súper fuerte Superman tiene que usar toda su fuerza para contrarrestar las fuerzas que tiran del tren cuesta abajo. Los clásicos dibujos animados de Superman de la década de 1940 de Fleischer Studios sentaron las bases del estrellato de la cultura pop de Supes. "¡Mira, arriba en el cielo!" Un gran ejemplo de Superman luchando contra las leyes de la física es un episodio titulado "Billion Dollar Limited", en el que debe detener un tren fuera de control lleno del cargamento de oro más grande jamás transportado. El tren desciende por una pendiente y Superman lo detiene agarrando el último vagón y tirando de él colina arriba. Es una hermosa ilustración de un plano inclinado.
Cuando empujas un objeto o una superficie (incluido estar parado en el suelo), una fuerza llamada fuerza normal ejerce una cantidad de fuerza opuesta e igual. Esta es en realidad la fuerza creada por la compresión microscópica de los átomos, y es lo que hace que los objetos sólidos sean sólidos. Lo importante es que la fuerza normal actúe siempre perpendicular a la superficie.
Con un plano inclinado, como la pendiente por la que baja el tren, el tren empuja hacia abajo en la pendiente (debido a la gravedad) y la fuerza normal empuja hacia atrás en la misma cantidad. Esas fuerzas están equilibradas. Sin embargo, la gravedad tira del tren hacia abajo, no perpendicular a la superficie, por lo que algún componente de la fuerza gravitatoria actúa paralela a la pendiente, tirando del tren cuesta abajo. La cantidad exacta de esa fuerza se puede calcular si medimos el ángulo de la pendiente y conocemos el peso del tren. Este cálculo se expresa a través de la ecuación F =mg*sin Ɵ.
Hay dos cosas que contrarrestan esa fuerza descendente:la fricción y Superman. Averiguar exactamente cuánta fuerza necesita para tirar del tren cuesta arriba es complicado y está más allá de nuestro alcance aquí (hay diferentes tipos de fricción involucrados, no sabemos cuánto pesan los vagones del tren, etc.). Una cosa es segura:el narrador no bromea cuando dice que Superman es "más poderoso que una locomotora".
5:Homer, sus papas fritas y nuestros nuevos señores de las hormigas experimentan la ingravidez
Homer Simpson:caída libre y nado como un jefe. En el episodio clásico de Los Simpson "Deep Space Homer", Homer va al espacio a bordo del transbordador espacial. Mientras está en órbita, Homer experimenta una ingravidez realista. Si bien el vuelo de Homer (y el vuelo de sus papas fritas y las hormigas) es exacto, sus ideas acerca de por qué Homer y los astronautas reales son ingrávidos en órbita podrían no serlo.
Cuanto más te alejas de la Tierra, menos te afecta la gravedad. Sin embargo, en una órbita terrestre, esta reducción de la gravedad es mínima, reduciendo la fuerza gravitatoria en aproximadamente un 10 por ciento. Entonces, la ausencia de gravedad no puede explicar que los astronautas y Homer floten, aparentemente sin peso.
Entonces, ¿qué hace flotar a Homero? Caida libre. Cuando estás en la Tierra, nunca experimentas la gravedad directamente. Es una fuerza que actúa a distancia, y es imposible de sentir. Solo sientes las fuerzas de contacto, como una pelota dodgeball que te golpea en el hombro o el suelo empujando contra tus pies (lo que hemos aprendido se llama fuerza normal). Si de alguna manera pudiera eliminar toda la fuerza de contacto, experimentaría una sensación de ingravidez, aunque su peso real y la fuerza gravitacional real que actúa sobre usted sigan siendo los mismos. Puedes vislumbrar esto en una montaña rusa a medida que avanza por una fuerte elevación. En un vehículo orbital, es como si los astronautas subieran constantemente por encima de esa montaña rusa. Están cayendo, pero el transbordador espacial también se está alejando de ellos, en una constante y perpetua caída libre alrededor de la Tierra. Sin fuerzas de contacto, no experimentan su propio peso. Se sienten (y parecen) ingrávidos.
4:Venture Brothers:la órbita geosíncrona de Gargantua-1
Gargantua-1 en su órbita geosíncrona sobre la Tierra En el episodio "Carreras en Ciencias", Gargantua-1 es una estación espacial masiva que ha visto días mejores. Se describe que tiene una órbita geosíncrona, aunque no está claro si también es geoestacionario. Una órbita geosíncrona significa que el satélite tiene el mismo período orbital que la Tierra. Por lo tanto, el satélite cruzará el mismo lugar en el cielo (en relación con un observador en la Tierra) a la misma hora todos los días. Esto no significa que parecerá permanecer exactamente en el mismo lugar en el cielo, ya que el satélite puede estar orbitando con una inclinación desde el ecuador. Para explicarlo de otra manera:a medida que la Tierra gira, un observador estacionario en el suelo se mueve directamente de oeste a este, mientras que el satélite puede moverse en algún ángulo norte-sur (y no necesariamente está directamente sobre su cabeza). Debido a que el período orbital es el mismo, el satélite "se encuentra" con el mismo lugar en el cielo a la misma hora todos los días.
Una órbita geoestacionaria es un caso especial en el que el satélite orbita a lo largo del ecuador, lo que le permite mantener el mismo lugar relativo en el cielo. Este concepto se atribuye ampliamente al autor de ciencia ficción Arthur C. Clarke.
En la práctica, un satélite (o estación espacial) en órbita geosíncrona o geoestacionaria necesita utilizar propulsores periódicamente para mantenerse en la órbita adecuada. ALERTA DE SPOILER:Esto puede explicar por qué Gargantua-1, en mal estado y experimentando un problema que puede o no haber estado relacionado con la orina, eventualmente se sale de órbita y se estrella.
3:Olaf sobrevive a una larga caída en 'Frozen'
Aparte de cierta confusión sobre la ubicación de sus pies, Olaf sobrevive a su larga caída sin complicaciones. Nuestro muñeco de nieve confundido favorito, Olaf, experimenta mucha física, con todas las caídas, volteretas, deslizamientos y choques contra cosas que hace en el transcurso de "Frozen" de Disney.
Aunque Olaf está hecho de nieve, en su mayoría se lo trata como un objeto sólido. Cuando Olaf cae por un precipicio, primero experimenta la aceleración debida a la gravedad. La fuerza de gravedad de la Tierra acelera a Olaf hacia la Tierra. Podríamos calcular esto con la segunda ley de Newton, a=F/m. Dado que está hecho de nieve, es probable que Olaf no sea muy denso, por lo que podrías pensar que no aceleraría tan rápido como si estuviera hecho de hielo sólido. Sin embargo, todos los objetos en caída libre aceleran al mismo ritmo, independientemente de su masa. En algún momento, sin embargo, alcanzará la velocidad terminal, el punto en el que el arrastre del aire que lo empuja es igual a la aceleración debida a la gravedad, y no acelera más. Este es un concepto físico importante, porque la velocidad terminal no depende de la masa de Olaf, sino de su forma. Las formas más abiertas o extendidas crean una mayor resistencia, lo que da como resultado una velocidad terminal más baja. Esta es la razón por la que un paracaídas funciona:no hace que el paracaidista sea más liviano, solo aumenta su resistencia.
Cuando Olaf golpea el suelo al pie del acantilado, experimenta una desaceleración (que es una forma de aceleración). ¿Podría un muñeco de nieve vivo sobrevivir a tal caída? Por suerte para Olaf, hay una gruesa capa de nieve en el suelo. Eso significa que su desaceleración se distribuye en unas pocas fracciones de segundo adicionales, en comparación con aterrizar en concreto sólido. Eso hace toda la diferencia, porque extender la fuerza impartida a Olaf durante un período más largo reduce el daño que le causará, al igual que las bolsas de aire en tu auto reducen la desaceleración de tu cuerpo en un choque.
2:Mr. Increíble detiene el auto de los ladrones con un árbol, los ladrones siguen adelante
El auto se detiene, los malos siguen volando hacia adelante. Para frustrar a un grupo de ladrones, Mr. Incredible deja caer el tronco de un árbol frente a su automóvil a toda velocidad. El auto se detiene con un crujido de metal, pero los malos continúan avanzando hasta que chocan contra el tablero y el parabrisas, incapacitados. Esta es la primera ley de Newton en acción. Dice que un objeto seguirá haciendo lo que ya está haciendo hasta que alguna fuerza lo obligue a hacer otra cosa. Es posible que haya escuchado la frase:"Un objeto en reposo tiende a permanecer en reposo; un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento", o simplemente la ley de la inercia.
Esta ley puede parecer contraria a la intuición al principio, porque aquí en la Tierra hay un montón de fuerzas invisibles que actúan sobre los objetos en todo momento que hacen que aparentemente violen la primera ley de Newton. Si lanzas una pelota, ¿no debería continuar para siempre? Lo haría en el espacio, pero en la Tierra, la bola se frena por la fricción al pasar por el aire y, finalmente, la gravedad hace que caiga al suelo (donde aún más fricción hace que se detenga).
En el caso de los muchachos en el auto, se están moviendo hacia adelante, empujados por la fuerza normal de sus respaldos. Cuando Mr. Incredible detiene repentinamente el automóvil, los ladrones siguen avanzando, de acuerdo con la primera ley de Newton. Sin embargo, no es la resistencia del aire o la gravedad lo que los ralentiza, son los objetos sólidos frente a ellos:el tablero y el parabrisas. Esos objetos imponen una fuerza sobre los malos, lo que hace que dejen de moverse (y, como en el caso del automóvil, la desaceleración repentina causa algún daño físico).
1:Woody cuelga de su cordón en 'Toy Story 3'
La cuerda de tracción de Woody contrarresta la gravedad. ¡Toma eso, gravedad! Esta escena de "Toy Story 3" es una gran parodia de la clásica mordaza del techo "Misión Imposible". En la escena, Woody cuelga de un árbol, atrapado por su cuerda. Luego, la cuerda se retrae, activando su grabación de voz incorporada. La física aquí es bastante sencilla:estamos midiendo las fuerzas netas que actúan sobre Woody para ver cómo se mueve y si se mueve.
Al principio, Woody está cayendo, acelerando hacia el suelo debido a la gravedad. La cuerda queda atrapada en un árbol, por lo que ahora hay una fuerza que contrarresta la gravedad:la fuerza de tensión de la cuerda tira de Woody hacia arriba. Por un segundo, la fuerza de tensión es igual a la fuerza gravitatoria, por lo que Woody cuelga inmóvil. Las fuerzas netas que actúan sobre él están en equilibrio.
Entonces se activa algún mecanismo en Woody, presumiblemente un resorte que enrolla la cuerda dentro de él. El resorte aplica una fuerza de tensión adicional a la cuerda (podemos tratar el resorte como parte de Woody, en términos de determinar qué fuerzas actúan sobre qué objetos). Este aumento en la fuerza de tensión excede la fuerza gravitatoria, por lo que Woody comienza a acelerar hacia arriba. Sin embargo, deja de acelerar y luego sube a un ritmo constante, lo que significa que las fuerzas se equilibran nuevamente. Aparentemente, el resorte tuvo un poco de empuje extra al principio para que Woody se moviera.
Nota del autor:10 momentos escandalosos de dibujos animados que usan física real
Siempre aprendo mucho cuando investigo y escribo un artículo de HowStuffWorks, pero este fue un curso intensivo de física. Entendía muchas de estas leyes físicas a nivel conceptual, pero profundizar y mirar las fórmulas me dio una comprensión mucho más profunda. Estaba hasta la rodilla en el cálculo de la fuerza de tracción de Superman en el plano inclinado en un punto, pero tuve que cortar eso porque era demasiado largo. Recibí mucha ayuda de mi esposa, que es profesora de física en la escuela secundaria.