Es sorprendente que exista una gran cantidad de física involucrada en el trineo, el esquí y los deportes de nieve en general. No soy Einstein, pero a menudo me he preguntado qué es lo que hace posible el trineo y el esquí.
La fricción es una parte integral del esquí y el trineo. Determina la velocidad a la que se va a ir, en función de la resistencia que se crea cuando el trineo o los esquís rozan la nieve. A medida que los esquís o el trineo se mueven sobre la nieve, crean fricción, lo que hace que la nieve se derrita y se vuelva resbaladiza.
¡Apenas hemos empezado a analizar el papel de la fricción en el esquí y el trineo! Hay muchos otros factores que afectan a la fricción. Una vez que hayas terminado de leer este artículo, nunca volverás a ver el esquí y el trineo de la misma manera.
Fricción en trineos y esquí
Créanme, no necesitan ser científicos ni físicos para entender cómo la física (en concreto, la fricción) afecta al trineo y al esquí. Si son como yo, temas como la fricción, la gravedad o, básicamente, cualquier cosa relacionada con Sir Isaac Newtown pueden resultar difíciles de entender. Así que volvamos a nuestros días de escuela primaria y veamos si podemos refrescar nuestros conocimientos sobre la fricción y cómo funciona.
En pocas palabras, La fricción es la fuerza que dos superficies ejercen entre sí cuando se frotan entre sí. En el caso del trineo, la fricción se produce cuando el trineo se mueve sobre la nieve, lo que genera resistencia.
Cuanto más rugosa sea una superficie, más resistencia o fricción se produce. Por ejemplo, imagina que intentas esquiar cuesta abajo por una colina cubierta de hierba que no tiene nieve. En primer lugar, notarás que no te moverás hacia ningún lado (¡al menos no con los esquís!). Esto se debe a que las dos superficies que se rozan entre sí son demasiado rugosas, lo que provoca una fricción y una resistencia extremas.
En otras palabras, la rugosidad de la hierba se adhiere a los esquís, lo que hace que la pendiente sea más “friccional” y menos resbaladiza. Este tipo particular de fricción se denomina fricción estática. La fricción estática se produce cuando hay una fuerza de resistencia tan grande entre dos objetos que les impide moverse (de forma muy similar a intentar bajar en trineo por una rampa de hormigón).
Cuanto más lisas sean las dos superficies que rozan entre sí, menos fricción o resistencia habrá. ¡Esto es exactamente lo que ocurre en el trineo y el esquí! Si miras la parte inferior de un trineo, notarás que es súper suave. Es casi brillante. Esta suavidad es lo que le permite deslizarse sobre la nieve, que también es suave.
Esto es especialmente cierto cuando se aplica al esquí.
Notarás que las pistas de esquí de las estaciones de esquí suelen estar preparadas y aplanadas. El motivo de ello es reducir la fricción que se produce entre la nieve y los esquís. Lo mismo ocurre con los parques de tubing, que preparan sus pistas.
También puede notar que es mucho más eficaz compactar la nieve en una colina antes de empezar a andar en trineo. De esta manera, se alisa la superficie y el paseo es mucho más suave y rápido.
Una mirada más cercana
Vayamos un paso más allá. La razón por la que el esquí y el trineo funcionan tiene que ver con la energía que se libera por fricción. Cuando la parte inferior de los esquís o del trineo roza la nieve, libera energía en forma de calor. Este calor, a su vez, derrite la nieve y crea una fina capa de agua entre el trineo y la nieve. Esta capa de agua reduce aún más la fricción/resistencia y permite deslizarse fácilmente por la nieve.
Hay un nombre para el tipo de fricción que entra en juego cuando se anda en trineo. La fricción cinética o fluida es la que se produce cuando la resistencia disminuye hasta el punto en que los objetos pueden moverse libremente entre sí.
Resumiendo la fricción
- La fricción es la resistencia que se produce cuando dos objetos se mueven uno sobre el otro (un trineo que se mueve sobre la nieve).
- Cuanto mayor sea la fricción, más difícil será que los objetos se deslicen unos sobre otros (intentando esquiar por una colina de concreto), lo que provoca fricción estática.
- Cuanto menor sea la fricción, más fácil será que los objetos se deslicen unos sobre otros (esquiar en una pista recién preparada), lo que provoca fricción cinética.
- El esquí y el trineo reducen la fricción y la resistencia al derretir la nieve a medida que las dos superficies se frotan entre sí, lo que provoca una fricción fluida.
Con suerte, este curso intensivo nos permitirá subirnos al mismo barco, o debería decir al mismo trineo. La fricción es lo que hace que andar en trineo y esquiar sea divertido.
¿Quieres más o menos fricción al andar en trineo o esquiar?
Lo mires como lo mires, siempre habrá algo de fricción cuando esquías o andas en trineo. ¡Gracias a Dios por eso!
Si no hubiera fricción, te deslizarías sin control y sin posibilidad alguna de detenerte. Por otro lado, Demasiada fricción puede ser perjudicial para el esquí y el trineo. Haciendo imposible incluso moverse.
La clave para esquiar y andar en trineo es encontrar un equilibrio entre el equipo y la superficie de nieve sobre la que esquías o te deslizas en trineo y no generen demasiada o muy poca fricción. Te sorprendería saber cuánto se piensa en los tipos de diseño y materiales que se utilizan en cada trineo y esquí.
Existen distintos tipos de esquís y trineos para distintos estilos de conducción. Por ejemplo, si buscas un tipo de esquí rápido (con la menor cantidad de fricción), lo más probable es que optes por los que están diseñados para el esquí alpino en descenso. Estos esquís están especialmente diseñados para reducir la cantidad de resistencia, lo que facilita el deslizamiento cuesta abajo.
Por otro lado, si eres nuevo en el esquí y quieres una conducción más lenta y controlable, conseguirás esquís que produzcan más fricción, lo que hará que sea más fácil frenar y reducir la velocidad a la que puedes ir. Este mismo principio se puede aplicar al trineo.
Otros factores que afectan la fricción
Pendiente/Pendiente de la colina
Se puede afirmar que la gravedad es la fuerza más importante en el esquí y el trineo. Sin la gravedad, estos deportes de invierno serían imposibles. La gravedad es lo que nos acelera hasta el final de una colina. Cuanto más empinada sea la colina, mayor será la gravedad.
La fricción y la gravedad van de la mano. La gravedad es lo que nos acelera y la fricción es lo que, en última instancia, nos frena cuando vamos en trineo o esquiando. Cuando llegamos al final de una colina, perdemos aceleración y la gravedad disminuye, lo que nos lleva a detenernos.
El peso del jinete
En este caso, el peso del ciclista puede considerarse como masa. La masa también desempeña un papel esencial en la fricción cuando se trata de andar en trineo o esquiar. Cuanto mayor sea la masa, mayor será la presión y el peso que se ejerce sobre la nieve. Esto significa básicamente que hay un aumento de la fricción cinética. Una mayor masa también puede permitir llegar más rápido a la parte inferior de la colina.
El tipo de nieve
La nieve, al ser uno de los dos objetos que se mueven uno contra el otro, afecta en gran medida la cantidad de fricción y resistencia que se produce.
Como se mencionó anteriormente, cuanto más suave y compacta sea la nieve, menos fricción y resistencia habrá. Además, la nieve más húmeda y pesada tiende a proporcionar un andar con menos “fricción”. La nieve húmeda es el tipo de nieve que se derrite más fácilmente a medida que se ejerce presión sobre ella, lo que crea una fricción fluida.
Si los esquís o el trineo están encerados en la parte inferior
¿Alguna vez te preguntaste por qué los esquís y, a veces, incluso los trineos se enceran en la parte inferior? La respuesta es sencilla: la cera proporciona una superficie aún más suave que la parte inferior normal del trineo o de los esquís.
La cera reduce en gran medida la cantidad de fricción que se produce cuando la nieve y los esquís/trineos se deslizan entre sí.
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Conclusión
Como dije, no hace falta ser Einstein para comprender y apreciar la física que se utiliza para esquiar y andar en trineo. Todo lo que hay que saber es que la fricción, la gravedad y la masa juegan un papel muy importante a la hora de catapultarte por una colina cubierta de nieve.
