La fuerza de la gravedad es la fuerza que se aprecia inmediatamente en la vida diaria: nos mantiene unidos a la Tierra y debemos vencerla para andar, levantarnos, saltar, ... .
Nos movemos con la Tierra
Como estamos sobre la superficie terrestre, aun estando en reposo llevamos el mismo movimiento de la Tierra: rotación sobre sí misma y traslación alrededor del Sol.
Por hacernos una idea, una persona situada en un punto del ecuador recorre la longitud del ecuador en 24 horas (radio de la Tierra 6371 km). Haciendo las operaciones necesarias, sale una velocidad de 1668 km/h. ¡Vamos, que estando tumbados en la cama llevamos una velocidad enorme debido a la rotación de la Tierra y ni nos enteramos! Solamente en los Polos no existe ese movimiento de rotación. ¡Y además existe el movimiento de traslación alrededor del Sol, que también es muy rápido!
La fuerza de gravedad
Seguro que conoces la leyenda sobre el descubrimiento de la ley de la gravitación universal. Ya sabes, Newton y la manzana: dos cuerpos se atraen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la que se encuentran.
 |  |
Es decir, la Tierra te atrae con una fuerza de igual intensidad a la fuerza con la que tú la atraes a ella, pero el efecto es muy diferente, ya que su masa es enormemente más grande que la tuya, con lo que el efecto que tú le produces es inapreciable. ¡Parece que estés "atado" a la Tierra y por eso te mueves igual que ella!
Como en todo el Universo, el caso es que se tiene que cumplir la tercera ley de la dinámica: cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste le responde con una fuerza de la misma magnitud y dirección pero de sentido contrario (acción y reacción). Las dos fuerzas se aplican sobre cuerpos diferentes.
Aplica la ley para explicar por qué te duele la mano cuando golpeas una mesa, y más cuanto mayor es la intensidad del golpe.
 |
Fíjate ahora en esta secuencia de El hobbit. La batalla de los cinco ejércitos, que es una película de fantasía pero en la que también hay errores científicos importantes, por ejemplo en la pelea entre Légolas y Bolgo.
La carrera del elfo por el puente que se va cayendo mientras que él se impulsa es impresionante (3:30 a 3:45), pero IMPOSIBLE, porque Légolas no puede hacer fuerza de impulsión apreciable sobre un objeto que cae con la misma aceleración que él mismo.
Si esto fuera posible, cualquiera podría salvarse del choque de un ascensor en caída libre, sin más que saltar un instante antes de chocar con el suelo. ¡Y va a ser que de eso nada de nada!
En la superficie de la Tierra la fuerza de la gravedad es de 9,8 N/kg; es decir, la Tierra atrae a un cuerpo de 1 kg con una fuerza de 9,8 N. La aceleración que le produce en caída libre es de 9,8 m/s2, y es la misma para cualquier cuerpo, sea cual sea su masa (si la masa es doble, la fuerza gravitatoria también será doble, por lo que aceleración calculada a partir de F=ma será la misma). Ese valor se llama g.
Cuando se deja caer un cuerpo en caída libre su movimiento es uniformemente acelerado con aceleración g (aceleración de la gravedad).
En la Luna el valor de g es de 1,6 m/s2, aproximadamente la sexta parte que en la Tierra. En este vídeo se ve la llegada a la Luna el 20 de julio de 1969, durante la misión Apolo XI, con el astronauta desplazándose a saltos: acostumbrado a moverse para vencer una gravedad seis veces mayor, su fuerza muscular producía un efecto mucho mayor.
Hay un vídeo muy famoso grabado en la Luna durante la misión Apolo XV en el que se ve como caen a la vez una pluma y un martillo ("Feather and Hammer"), a pesar de tener masas muy diferentes, ya que no hay aire ni, por tanto, rozamiento.
Viajes espaciales
¿Y cuando los astronautas están en el viaje espacial, lejos de cualquier cuerpo que produzca interacción gravitatoria y, por tanto, peso? Si no hay peso, se flota, que es lo que debería verse en todas las naves espaciales. Como sería muy difícil filmar eso, se suele decir que la nave lleva generadores de gravedad para que los astronautas se muevan como en la Tierra, pero sin explicar nada de cómo funcionan. No hay más que ver a Han Solo por el espacio interestelar dentro del Halcón Milenario: como si fuera en coche por cualquier carretera en la Tierra.
En otros casos como en Gravity sí se tiene en cuenta la ingravidez, y se ve a los astronautas flotando a 600 km de altura, y también dentro de la nave.
En la película Independence day aparece una nave enorme levitando sobre la Tierra con los motores apagados. Pero para que no caiga debe vencer su propio peso, y eso exige que estén funcionando sus motores. Además, debido a su enorme tamaño, unos 550 km de diámetro, alteraría las interacciones tanto con la Tierra como con las personas y todo lo demás. Vamos, que no necesitaría hacer nada para destruir la Tierra: con acercarse, asunto concluido.
La vida en otros planetas
En casi todas las películas los viajeros espaciales llegan a unos planetas en los que se mueven como en la Tierra, y andan por ellos tan tranquilos. Además, en todos los planetas se mueven igual, aunque el valor de la aceleración de la gravedad sea diferente, tanto en Tatooine en Star Wars como en Helion Primero en Las crónicas de Riddick o en Pandora en Avatar (se puede observar en los trailers de la sección Películas ).
Cuando los viajeros espaciales van a llegar a un planeta, se encuentran con dos situaciones: o es extraordinariamente parecido a la Tierra, tanto en gravedad como en medio ambiente (¡raro, raro, raro!), y, por tanto, habitable, o bien absolutamente hostil, sin vegetación, volcánico, rocoso, sin agua, etc. Vamos, que no hay quien viva allí, como se puede ver en Pitch black. Por cierto, a pesar de eso el personal va sin casco ni traje espacial ni nada de nada, como yendo de paseo por la Quinta Avenida de Nueva York. ¡Ah! Observad el lío de satélites, cinturón de asteroides, etc, que hay cerca del planeta en el que cae la nave.
Y todavía algo más: en las películas y cómics de ciencia ficción de los años 60, 70 y 80 el machismo desbordaba por los cuatro costados. Los espacionautas masculinos eran fornidos y llevaban trajes que hasta marcaban tableta, pero ellas llevan el atuendo menos adecuado para ir por el espacio intergaláctico. No hay mas que ver la imagen, que es el cartel de la película Barbarella, de 1968 ambientada en Marte, protagonizada por Jane Fonda, una actriz mítica. Atención al individuo de la derecha, que en la película es un ángel al que le han cortado las alas, y que si cambia la pistola por un gladius -la espada corta de las legiones de la Antigua Roma- no tendría precio para una película de romanos.
Levitando en la Tierra
En la Tierra también se puede anular la gravedad y lograr fácilmente estados de ingravidez utilizando interacciones magnéticas.
Es fácil explicar por qué está pegada la bola del mundo si la lámpara está apagada: hay dos imanes permanentes de polos opuestos, pero ¿por qué levita cuando está encendida? Para poder responder no hay más remedio que llegar a la Física de 2º de Bachillerato: la corriente eléctrica produce efectos magnéticos (electroimanes). Esta tecnología tiene muchas aplicaciones prácticas, como el tren levitante de Japón y China (Maglev).
El tamaño SÍ que importa
Un clásico de la ciencia ficción es la aparición de seres de tamaño enorme que son una ampliación, manteniendo las proporciones, de seres que existen con su tamaño normal.
Un clásico de la ciencia ficción es la aparición de seres de tamaño enorme que son una ampliación, manteniendo las proporciones, de seres que existen con su tamaño normal.
El ataque de la mujer de 50 pies (1958)
Como puede apreciarse en el cartel, es muuuuy grande, bastante más de lo que indica el título (¡toma fallo!), porque 50 pies son alrededor de 15 metros y comparando su tamaño con el de las personas y los coches debe medir 25 o 30 metros. Por lo demás, sus proporciones son las de una mujer de tamaño normal.
Por cierto, dudo yo que para atacar a alguien fuese vestida de esa forma (bueno, más bien desvestida). ¡Lo que hacían los publicistas para que el personal fuese al cine!
Kong: La Isla Calavera (2017)
 |
| ¡King Kong lleva en la mano un helicóptero! |
En esta película King Kong mide 32 m, pero su aspecto es el de un gorila de tamaño normal, que no llega a 1,80 metros, sólo que muuuuuuuucho más grande.
La fuerza muscular de un animal depende de la superficie de sus músculos mientras que el peso que debe mover depende de su masa, que lo hace del volumen del animal.
El caso es que tanto la ampliación del tamaño de los seres vivos no es viable manteniendo sus proporciones, ya que en la naturaleza se sigue la ley cuadrado-cúbica: cuando un objeto aumenta su tamaño, su superficie varía con el cuadrado mientras que el volumen lo hace con el cubo. Es decir, cuando un objeto en forma de cubo de lado L pasa a tener un lado 2L, su superficie lateral que era L2 pasa a ser de 4L2 mientras que el volumen inicial de L3 se hace 8L3 : la superficie se multiplica por 4 mientras que el volumen lo hace por 8. ¡El aumento de volumen -y de peso- es doble que el de superficie -y de fuerza muscular-!
Es decir, si el tamaño del animal aumenta, se incrementa más su peso que la fuerza de sus extremidades, y si el aumento fuese suficientemente grande el animal llegaría a no poder mover su propio cuerpo.
Por tanto, la anchura de sus patas y en consecuencia del resto del cuerpo debe ser mucho mayor para que la anchura de los músculos y la fuerza que proporcionan sea suficiente, que es lo que le pasa a Hulk cuando se transforma: mide 1,75 m y tiene una masa de 80 kg como Bruce Banner, pero mide 3 m y su masa es de 635 kg como Hulk.
En el centro comercial Aragonia de Zaragoza tuvo lugar en junio de 2023 una exposición sobre los superhéroes de Marvel. En la imagen se ve un dedo de la mano de Hulk agarrado por una niña de 3 años: ¡una manita y una manaza!
TALLER
Tierra levitante