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La ciencia de sostener un tarro de cerveza

¿Cuál es diferencia entre beber la cerveza en la botella o en tarro? No me refiero al sabor, la espuma o la temperatura. Es algo más simple: sostener un tarro es más cansado que sostener una botella. Pero además, se van a cansar más aquellas personas con antebrazos más cortos.

Cotidianidad Opinión P258
Esta es una opinión

Tomado de Pixabay

Me encontraba con unos amigos en un bar y ordenamos unas micheladas que nos sirvieron en tarros de vidrio. El lugar estaba un tanto lleno, así que nos quedamos de pie. Después de un rato de estar sosteniendo el tarro noté que sentía el brazo más cansado de lo usual. Lo pensé un poco y llegué a una posible explicación: cuando se sostiene una botella, ésta se prensa entre el pulgar y los otros cuatro dedos. Cuando se sostiene un tarro, lo que tenemos en los dedos es la oreja del recipiente, mientras que el cuerpo de vidrio junto con el líquido están unos centímetros más alejados de nuestro brazo. Es decir, no colocamos la mano alrededor del tarro sino que lo sostenemos desde su agarrador.

Esa diferencia de distancias hace que el tarro haga un torque mayor que la botella. En física, torque es el término que denota la capacidad de una fuerza para hacer girar un objeto en cierto sentido. En este caso, el peso del tarro tiende a hacer girar el antebrazo hacia abajo. A fin de mantener el tarro fijo, el músculo del brazo tiene que ejercer una fuerza hacia arriba sobre el antebrazo de tal forma que los torques se cancelen y el antebrazo con todo y cerveza esté en equilibrio frente a nosotros. El caso más sencillo se ve en esta figura:

F es la fuerza que hace el bíceps y P es el peso del tarro. Consideremos únicamente estas fuerzas y hagamos que la suma de sus torques se cancele para que el antebrazo no se mueva. Entonces resulta que la razón entre la fuerza para sostener el tarro y la fuerza para sostener la botella es 1+d/r.

En el dibujo, d es la distancia entre los dedos y el centro del tarro, r es la distancia desde la articulación del codo hasta los dedos. Muy bien, ¿qué nos dice todo esto? Si una persona tiene un antebrazo de r = 30 cm y digamos que el tarro hace que d = 8 cm, la formulita 1+d/r nos da 1.27. O sea que el brazo hace 27% más fuerza en sostener un tarro que al hacerlo para una botella (asumiendo que ambos pesan lo mismo). Ya con esto podemos concluir varias cosas.

1. Le dimos a nuestra intuición un soporte cuantitativo basado en una teoría científica

En este caso utilizamos las leyes del equilibrio, que son un caso especial de las leyes del movimiento de Newton.

2. Una fórmula siempre nos da el poder de la predicción

Allí radica esencialmente la fortaleza de las ciencias exactas. Una fórmula matemática es todo lo que necesitamos para poder simular la realidad y hacer predicciones sin necesidad de llevar a cabo la experiencia. Aquí, la predicción consiste en calcular cuánta fuerza hay que ejercer si cambiamos cualquiera de las distancias involucradas.

3. Las personas con antebrazo más corto tendrán que hacer más fuerza.

Quizás parece evidente que mientras más alejado está el tarro, más fuerza hay que hacer. Lo que no era nada evidente es que mientras más pequeño es el antebrazo, más fuerza hay que hacer también. ¿De dónde sale esto? de la misma fórmula: 1+d/r. Para una persona que tenga un antebrazo de r = 25 cm de longitud, siempre con d = 8 cm, la fórmula nos da 1.32. O sea que sostener el tarro implica un 32% más de fuerza que para la botella, para una persona con un antebrazo más corto. Allí tenemos otra predicción más de nuestra teoría, una que no era del todo obvia: las personas con antebrazo más corto tendrán que hacer más fuerza.

Así funciona la ciencia. Observamos algo, tratamos de explicarlo con lo que sabemos y verificamos nuestra explicación. Alguien pudo haber notado que en nuestro cálculo ni siquiera tomamos en cuenta el peso mismo del antebrazo. ¿Es necesario tomarlo en cuenta? La respuesta es afirmativa, a menos que el tarro sea mucho más pesado que el antebrazo. Muchas veces se necesita muy poco para explicar un fenómeno, pero cuando la teoría y las mediciones no coinciden, entonces necesitamos añadir más detalles a la teoría, como el peso del antebrazo en este ejemplo.

Tomar en cuenta el peso estimado del antebrazo cambia nuestra fórmula a 1+0.54d/r. La esencia de la explicación no cambia, pero seguro ahora tendremos cálculos teóricos y predicciones un poco más precisas.

Este es un caso muy sencillo, pero así funciona la ciencia en general. Se construye de lo básico hacia lo complejo. Si nuestra comprensión es correcta, logramos cálculos teóricos muy precisos. Si no logramos explicar lo que observamos aún cuando tomamos en cuenta detalles minuciosos, a menudo quiere decir que no estamos entendiendo la naturaleza del fenómeno; y puede haber lugar para una teoría diferente que logre explicar lo que observamos.

Enrique Pazos
/

Enrique Pazos. Físico, protector de la verdad y viajero del tiempo. Profesor de física y matemática en la Universidad de San Carlos. Montañista de a ratos, curioso de tiempo completo. @enriquepazos


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COMENTARIOS

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    Luis /

    26/09/2016 2:48 PM

    Seguro que sostener un tarro de cerveza es más cansado que beber de la botella (más si estas parado), pero por mi parte, vale tantísimo la pena de cansar un poco el antebrazo y el bicep, hacerlos trabajar, y beber una biela friíta de un tarro congelado. ¡Ah, que agasajo! Por cierto, no se dan puntos por procedimiento, se califica respuesta únicamente.

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

    Ricardo /

    24/09/2016 10:04 AM

    Yo evito el problema introduciendo la mano en la oreja y tomo el tarro como si fuese una botella, sólo que dejo la parte superior de la oreja descansar sobre mi mano. Así el torque generado por el peso del tarro no es problema, pero sí la transferencia de calor de mi mano hacia el tarro ?

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

    Rodrigo Cáceres /

    22/09/2016 5:41 PM

    No me convence lo que plantea de que si el brazo es más pequeño el esfuerzo es mayor.
    1) No queda claro de donde sale la relación 1+ r/d
    2) Incluso si la relación 1+r/d está bien, no está tomando en cuenta la masa del antebrazo, por lo cual mientras más largo sea, mas peso tiene, por lo tanto es más cansado si el brazo es más largo.
    3) Creo que incluso sin tomar en cuenta la masa del antebrazo, está errónea su conclusión, ya qué al ser más largo el antebrazo la palanca es mayor y la fuerza requerida para sostenerlo debería ser mayor. En todo caso sería 1 + d/r.

    Espero sus comentarios.
    Un saludo

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

    fisico /

    22/09/2016 6:42 AM

    y la otra semana, talvez nos habla de como el TORQUE le afecta cuando se amarra los zapatos, o quizas porque cierra los ojos al dormir, o también que ley de newton aplica para el estado de prevención que firmo el presidente.

    ¡Ay no!

    4

    ¡Nítido!

    Manuel Aler /

    21/09/2016 9:29 PM

    Salú, muchá; eso no es mayor problema...

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

    alfonso villacorta /

    21/09/2016 7:58 PM

    hay varias conclusiones
    -es tonto quedarse en un lugar donde no hay sillas suficientes.
    -las mujeres, pero sobre todo los niños, tienen ventaja para los tarros si se toma en cuenta que son mas pequeños
    -que se viola el sentido comun permanecer de pie en lugares que serían destinados para la circulación, que pone en peligro las vidas de todos los presentes a la hora de un siniestro.
    -mejor ni pensar en ese baño que está diseñado para recibir una cantidad de descargas para sentados y puede hasta duplicarlo si insisten en permitir bebedores parados
    -que nómasda no tiene criterio alguno para poner en la misma sección un artículo de la diputada que por lesbiana le niegan la aprobación del aborto, otro de la que se libró de la codependencia y este que nos ilustra sobre la inercia en un tarro, sin llegar al corte aunque no se rompa ningún vidrio

    ¡Ay no!

    8

    ¡Nítido!

    Luis Lewis /

    21/09/2016 9:34 AM

    Buen artículo pero ojalá en el bar no lo usen como prueba científica para restarle el 32% del preciado líquido al tarro!

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

      Festín /

      23/09/2016 12:37 PM

      Al menos el autor de este artículo no hace publicidad solapada como Fresitalahada de los restaurantes donde la llaman y le pagan para que publique sus menú.
      Aún y con todo eso me gusta los artículos de crítica culinaria.

      ¡Ay no!

      ¡Nítido!

    Efra /

    21/09/2016 4:53 AM

    Y otra cosa que desprendemos de los análisis cientificos, es que las conclusiones no son verdades absolutas.
    Si los cálculos se hacen a nivel del mar, la gravedad los cambiaría, que si se hacen a dos mil metros de altura?. O si estamos en el ecuador pesará mas el tarro que si estamos en los polos?

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

    Carol /

    20/09/2016 10:12 PM

    Me gusta su compleja de ver lo cotidiano. ☺ Yo por mi parte sostendria el tarro con las dos manos

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

      Festín /

      23/09/2016 12:38 PM

      si lo tomas con las dos manos se calienta la bebida.

      ¡Ay no!

      ¡Nítido!







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