Alguna vez se han preguntado ¿cómo lo hace Capitán América para mantenerse a salvo y de pie, sólo con su escudo?. Es claro que no es un hombre normal y que además sólo es un personaje de un cómic donde todo es posible, pero con un poco de física podemos encontrar algunas explicaciones.
Primero vamos a considerar algunos puntos básicos. Cuando algo colisiona con el escudo, en física hay dos cosas que se deben considerar: energía y momento. Aquí les dejo un diagrama de fuerzas, durante la colisión:
Esto nos muestra uno de los aspectos fundamentales de las fuerzas: Si una roca empuja el escudo, el escudo tiene que empujar la roca con la misma fuerza, pero en dirección opuesta. Esto es conocido como la tercera ley de Newton.
¿Cómo está esto conectado con el momento?. Para velocidades normales, no cercanas a la velocidad de la luz, podemos decir que el momento es el producto de la masa y la velocidad (p=mv). Entonces la fuerza puede ser descrita como el cambio de momento a través del tiempo:
Por lo tanto el cambio de momento (en una dimensión) para el escudo y la roca es:
Como mencionamos antes que la fuerza de la roca y la fuerza del escudo son igual pero opuestas, por lo tanto el cambio en el momento del escudo y la roca debería ser igual y opuesto, asumiendo que ninguna otra fuerza externa estaba atacando al Capitán. Esto es llamado conservación del momento.
Ahora si suponemos que Thor le pega al escudo con su martillo, la cantidad de momento debería ser ENORME. Pero el Capitán seguiría a salvo.
Además del momento también debemos considerar la energía, que dependiendo del tipo de colisión podría también conservarse (suponiendo condiciones muy ideales). En los casos cotidianos esto no ocurre, pero cabe recordar que la energía no desaparece, la primera ley de la termodinámica, en palabras sencillas, nos dice que “La energía no se crea ni se destruye: solo se transforma”. Entonces, cuando Thor golpea con su martillo el escudo del Capitán, la energía necesita ir a “alguna parte”.
Generalmente, la energía debería ser almacenada o convertida en calor o sonido. Pero los lectores de cómics y los aficionados al cine saben que el escudo del Capitán generalmente no emite ondas de calor ni un sonido ensordecedor.
Por lo tanto la ausencia de calor y sonido significa que la energía tiene que haber sido absorbida de alguna forma. “El escudo esta hecho de vibranium, cuyos enlaces atómicos deberían ser capaces de almacenar la energía de alguna forma” dice Mathaudhu, director de programa en la división de ciencias de los materiales en la oficina de Investigación del Ejercito de EE.UU., profesor de ciencias en la universidad Estatal de Carolina del Norte y fanático de los cómics.
Basado en algunas observaciones de los cómics, Mathaudhu, sugiere que el escudo debería actuar esencialmente como una batería, después de todo, la fuente de poder elemental que descubrió Tony Stark en Iron Man 2 es también vibranium.
El escudo también parece ser capaz de funcionar como un supercondensador, lo que le permitiría manejar grandes cantidades de energía muy rápidamente. Por lo tanto podríamos definirlo como una especie de híbrido de una batería y un condensador.
La energía almacenada en los enlaces atómicos del escudo también podrían explicar otras características del escudo. Por ejemplo, su naturaleza de supercondensador explicaría de donde el escudo obtiene la energía que necesita para rebotar en distintas superficies antes de regresar a las manos del Capitán, también esto explicaría como de un solo golpe puede cortar ciertas superficies. Claro que el Capitán también tiene su papel importante en todas estas hazañas.
Ahora la pregunta es ¿podrían los átomos realmente contener tal energía?. Es importante recordar cuánta energía está contenida en los enlaces atómicos: ambos, la bomba atómica y los centros de energía nuclear son impulsados por la división de los átomos. Entonces ya se imaginan cuanta energía pueden contener los enlaces!.
Hoy en día, todos estamos familiarizados con ejemplos del mundo real de tecnologías que convierten energía cinética en energía almacenada, como por ejemplo el volante y el generador de alta tecnología que usa la fricción al pisar los frenos en los automóviles Prius de Toyota para cargar la batería del auto. Quizás el escudo de Capitán América sólo esté un paso mas allá.
Fuentes:
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