Obrir una ampolla sense tirabuixó

Dia de Nadal, tot la família reunida, els nens encara estan nerviosos pel que els va cagar el tió, al menjador l’arbre de Nadal llueix com mai, els avis i els pares criden a taula i tot seguit porten la gran (immensa) plata de canelons gratinats mentre algú reclama que s’obri el vi (un vi excepcional per a una diada excepcional)… on és l’obridor? Ospa, fa uns mesos se’ns va trencar i no hem pensat a comprar-ne un de nou, a l’escala els veïns no hi són, tots tenen família fora… els nervis afloren, com ho farem per obrir l’ampolla? Tothom hi diu la seva: amb un ganivet, amb una xeringa, truquem al 012…

No patiu, si disposem d’una sabata… si si, només d’una sabata, estem salvats! Piquem contra una paret o una superfície dura el cul de l’ampolla protegir per la sabata i veurem com mica en mica el tap va sortint fins que finalment podem acabar de treure’l amb la mà… comencem a dinar: bon profit!

Està clar que aquí hi intervé la física però la sabata serveix només per amortir els xocs. L’ampolla colpeja la paret (de fet la sabata) aleshores el vi rebota contra el cul de l’ampolla (acció-reacció) i surt a gran velocitat en direcció al tap. La velocitat del líquid al coll de l’ampolla augmenta degut a l’estrenyiment i la massa de líquid (0,7 kg) xoca a gran velocitat contra el tap amb el següent resultat: el tap es desplaça una mica, tot i la gran fricció que té amb el vidre. Repetim el procés i en cada cicle el tap es desplaça una mica. L’efecte és el mateix de quan un camió xoca per darrera contra un cotxe… aquest últim sortirà empès cap endavant amb molta velocitat.

Bé, doncs ja ho tenim clar, no cal disposar d’obridors sofisticats: una sabata i una paret, així de senzill.

Nota: està clar que el bons enòlegs posaran el crit al cel perquè sacsejar el vi d’aquesta manera de ben segur que li fa perdre les seves qualitats… ho sento era una situació d’emergència!

Segona nota: Agraeixo als membres del Consell de Redacció de la revista Recursos de Física (i especialment a en Jaume Ametlla) el seu ajut per aclarir l’explicació del fenomen.

Quina llauna!

Enmig de la calor de l’estiu ens podem refrescar prenent una beguda… i alhora experimentar.

Com és que la llauna es manté en equilibri? I com és que aquest equilibri no depèn gaire de la quantitat de líquid que hi hagi dins la llauna? En un interval bastant ampli de líquid la llauna manté una posició estable.

Esquema de les forces que intervenen en la situació d’equilibri

Hem de recordar que un objecte està en equibri estàtic si la vertical que passa pel seu centre de massa cau dins de la seva base. Observem la llauna: la base quan està inclinada és molt petita (però no nul·la) i el líquid en aquesta situació s’omple seguint una figura geomètrica al principi més o menys triangular en dues dimensions (més complicada si la imaginem en tres dimensions), per tant el centre de massa del líquid està en qualsevol cas dins la vertical de la seva base. Realment hauríem de trobar la composició de forces conjuntament amb el pes de la llauna però aquest és bastant petit comparat amb el del líquid, aleshores la vertical del centre de massa del conjunt continua dins la base. Podeu observar les imatges.

Això deixa de ser així en el moment en què la quantitat de líquid supera un cert nivell, aleshores el centre de massa es desplaça clarament cap a l’esquerra (fora de la base) i per tant l’equilibri deixa de ser estable. Si ho experimentem podrem observar que una llauna de 330 ml manté l’equilibri si dintre hi ha entre 50 ml i 200 ml de líquid, sorprenent!

Ah, i si la llauna està buida també cau cap a l’esquerra: observeu que el pes de la llauna està a l’esquerra de la vertical de la base.

Si teniu set… ho podeu provar.

Un ou cru molt dur

Apretant l’ou entre l’índex i el polze…

Una proposta per a jugar amb ous. Tots sabem que un ou cru és molt fràgil, molt sovint ho experimentem per a fer-nos un ou ferrat o una truita i alguna vegada també quan se’ns cau a terra i, tot seguit, hem d’agafar la fregona.

Tot i això la closca de l’ou és extraordinàriament forta a esforços de compressió sempre que la força l’apliquem repartida en la superfície i en la direcció del seu eix longitudinal.

… i entre els dos palmells de les mans

Una prova d’això és intentar aixafar un ou apretant-lo amb tota la nostra força entre els dits polze i índex… comprovarem que no el podem trencar. Encara és més sorprenent si l’intentem esclafar, tal com es veu en la segona imatge, apretant tant com puguem amb els palmells de la mà. En aquest cas cal tenir molta cura que l’ou no faci una rotació perquè en aquest cas si que el resultat seria desastròs.

Però, fins a quanta força pot aguantar la closca d’un ou cru? Pot aguantar el pes d’una persona d’uns 70 kg (és a dir uns 700 N)? Doncs utilitzant dues flameres metàl·liques omplertes de plastilina i situant l’ou cru entremig podem comprovar fàcilment que la closca de l’ou té una resistència superior al pes d’una persona. Una experiència interessant que, de ben segur, farà posar nerviosos als anfitrions de la casa on estem celebrant un àpat familiar en un dia assenyalat.

Ah, i no feu trampa: no s’hi val a fer l’experiment amb un ou dur… perd totat l’emoció!

Una escombra equilibrista

Només cal disposar d’una escombra (o un pal de fregar o un bastó d’esquí o qualsevol objecte allargat que no sigui simètric).

L’experiència consisteix en el següent: aguantem l’escombra pels dos extrems amb totes dues mans (sense agafar-la), tal com es veu a la imatge, i aleshores movem les mans horitzontalment, de manera lenta i simultània, desplaçant-les cap al mig de l’escombra fins que es trobin just davant la nostra cara.

Abans de portar-ho a la pràctica és interessant explicar-ho al públic i demanar que facin una hipòtesi sobre el que passarà; quasi tothom prediu, amb certa lògica, que l’escombra caurà del costat del raspall, argumentant que és el costat de l’escombra que pesa més.

Seguidament passem a fer l’experiència i, de manera sorprenent, observem que en el moment en què les dues mans s’han trobat al mig, l’escombra ha quedat en perfecte equilibri horitzontal.

És millor demanar a la persona que ho fa que tanqui els ulls per posar en evidència que no hi intervé de manera intencionada per aconseguir el resultat final.

Podem repetir l’experiència amb diferents tipus d’escombra, amb només el pal de l’escombra, amb una pal de fregar sec, amb el mateix pal de fregar moll (perquè pesi més)… En tots els casos, en ajuntar les mans l’objecte queda en equilibri: sempre en trobarem de manera exacta el centre de gravetat.

Podeu veure l’explicació detallada de l’experiència a l’article publicat al número 5 de la revista Recursos de Física.