15 julio 2013

Ley de Hooke o la energía del arco

Arcos y flechas (La energía potencial)
Año 53 antes de Cristo. Roma se dirige con el primer triunvirato: Cesar, Pompeyo y Craso. Cesar domina en la Galia. Pompeyo dirige la conquista el oeste del imperio romano (Hispania). A Craso le toca el este.
Cerca de la ciudad de Carrhae (actualmente en Turquía) el general Craso, desoyendo a su aliado armenio Artabaces, cruza el río eufrates dirección sur con la idea de la conquista del este del imperio romano. “Craso error.” Cree que será el nuevo Alejandro Magno… Pero aparecieron los partos para cortar su sueño.
Se encontró con arqueros montados a caballo que disparaban con una precisión increíble, incluso montados del revés cuando volvían a retaguardia. ¿Cómo era posible? Craso, desesperado, esperó que se acabaran las flechas pero no fue así porque apostaron unos camellos repletos de ellas cerca del campo de batalla. Tras muchas pérdidas lanzó a la caballería gala, comandada por su hijo. Entonces aparecieron los catafractos partos: una especie de lanceros a caballo con malla (el caballo y el jinete). Los partos no tardaron en volver con la cabeza del hijo de Craso en una lanza. Las legiones romanas, horrorizadas, huyeron en una lenta agonía que les llevaría a la muerte o la esclavitud.
La masacre de la batalla de Carrhae, en la que finalmente murió Craso, tuvo graves consecuencias para el imperio romano. La caída del triunvirato y rebeliones en la zona, como la de los judíos, muy indignados con los romanos.
¿Por qué eran tan buenos los arqueros partos? Para ello hay que entender en que se basa el arco. Para lanzar una flecha tan lejos y tan fuerte como los arqueros galos de la edad media, que podían lanzar a una distancia de 300m o atravesar un caballero con armadura, es necesario aplicar mucha fuerza sobre él.
Comenzamos tensando el arco y vamos realizando una fuerza cada vez mayor y luego soltamos de golpe.
En realidad estamos jugando con un concepto de física llamado “energía potencial elástica”. Los objetos tienen una energía según su posición o su tensión interna. Por ejemplo como cuando apretamos un muelle y soltamos, de pronto el muelle se estira. Al apretarlo estamos modificando su posición y el muelle va almacenando esa “energía potencial”, que devuelve después al estirarse en forma de velocidad (llamada energía cinética). Ya saben, la energía nunca desaparece, solo se transforma…
Robin Hood, el arquero más famoso, usando un mal arco que no almacena correctamente la energía potencial para su uso más mortal.
Recapitulemos. Cuanta más “energía potencial” podamos darle al arco, más rápida saldrá disparada la flecha. El problema es que si queremos que tenga mucha energía cada vez hay que “estirarlo más”. Llega un momento en que tienes que hacer tanta fuerza que la mano te tiembla. Y ya no puedes apuntar bien. O sea, o das fuerte pero sin control, o más flojo pero apuntando. Pero los partos consiguieron una forma de arco, diferente al típico redondo: el arco “recurvo”. De esta forma la fuerza que tenían que realizar no era tan exagerada en los últimos centímetros y podían apuntar mejor. Además almacenaba un 40% más de energía. Ese era el truco. Con menos fuerza podían apuntar, posibilitando incluso hacerlo con soltura montados a caballo, y encima golpeaban más fuerte.
Un almacenamiento progresivo de la energía potencial… Sin saberlo, usaron ciencia y tecnología para ganar la batalla.
Si no lo entienden no se preocupen, es una forma de decir que cuanto más estiramos el arco, más energía tiene.
Si en una conversación sale el tema de las flechas o los muelles, pueden decir a su absorto contertulio que la ley que rige el alargamiento en función de la fuerza se llama la Ley de Hooke. Todo esto puede parecer algo raro pero usamos a menudo esa ley en muchos objetos cotidianos.
Hoy en día se han mejorado los arcos con mecanismos y poleas maximizando la energía acumulada en el arco. Eso se puede ver en algunas pelis de “Rambo”.
La “energía potencial elástica” es especialmente importante por ejemplo en el tenis o en el fútbol. Es la razón de que las cosas “reboten”. Cuando una pelota choca en la pared, le damos una patada, o un raquetazo, aunque no lo percibimos a simple vista, la pelota se deforma y se aplasta, para después recuperar su forma devolviendo toda la energía, en forma de velocidad (energía cinética) en un proceso análogo al de la flecha.
Más adelante, la tecnología mejoró y en el siglo X se construyeron las ballestas, para que la tensión del arco la aguante un mecanismo en vez de nuestra mano. Eso fue una revolución social, ya que era muy fácil de usar y un campesino podía matar a un aguerrido guerrero o un ladrón armado, algo inaudito hasta entonces. Nació el concepto de defensa personal, tan extendido en un país que todos sabemos…
En el siglo XV apareció el arcabuz, y dejó obsoletas las armas basadas en flechas (excepto por el ruido). De ello se aprovecharon en la batalla de Bicoca, 15 siglos después de la batalla de Carrhae, otro cambio tecnológico provocó una ventaja desmedida en el campo de batalla, esta vez a favor de los españoles. Aún hoy, a una victoria fácil se le llama una “bicoca”.
Pd: Dice la leyenda que tras la muerte de Craso, los 10.000 soldados romanos que fueron capturados en la batalla de Carrhae acabaron en China, en una ciudad que se llama Liqian, que es como llamaban los chinos a Roma. Actualmente en esa ciudad sus habitantes tienen un curioso pelo castaño y rizado…

Tomado "prestado" de alguna que otra lista lista de arqueria ;-)

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