8 jul 2011

Esferas

A esfera é o lugar xeométrico de todos os puntos que equidistan doutro punto chamado centro. Unha das características deste corpo xeométrico é que ten a maior relación entre o volume e a superficie, é dicir, o corpo de maior capacidade con menor envoltorio. Isto, que nun principio pode parecer trivial, ten numerosas consecuencias e utilidades prácticas. 

Por exemplo, o intercambio de calor dos corpos depende da superficie destes, a maior área, maior superficie a través da cal se produce a transmisión da calor. Se unha casa fose esférica, tería menos superficie, e por tanto o gasto enerxético sería menor. Un exemplo disto é o "botixo" que, aínda que non sexa totalmente esférico, aproxímase a unha esfera, co que o intercambio de calor co exterior e menor, e a auga mantense fresca máis tempo.

Outra consecuencia diso é que as pompas de xabón e as gotas de auga en caída libre son esféricas. Isto é debido a que desta maneira minimizamos a enerxía precisa para conter o fluído dentro, e así a tensión superficial repártese uniformemente para equilibrar o sistema. Pero é sempre redonda unha gota de auga? Non, só cando está en caída libre. Se, por exemplo, a gota está pousada, é máis ben achatada, mentres que se está pendurada do billa a punto de caer, a parte superior estírase un chisco ata parecerse á forma típica coa que debuxamos a gota.


Esta propiedade non é característica das gotas de chuvia, senón de calquera líquido que teñamos en situación de ingravidez ou caída libre. A masa de líquido xúntase e, debido á tensión superficial, tende a formar unha esfera, e esta esfera non se desfai en esferas máis pequenas (como podería acontecer cando tiras un balde de auga dende o alto dun edificio) debido a que non hai vento que a deforme (lembremos que o sistema de referencia inflúe na percepción, e para a gota en caída libre, ten vento empuxándoa cara arriba). Podedes ver o comportamento dunha masa máis grande en situación de ingravidez:


Finalmente, empregar a esfera como envase de líquidos tamén supoñería un aforro, xa que , ao ter a maior relación entre o volume e a superficie, precisamos a menor cantidade de material para envolvelo. O problema da esfera é que, ao contrario ca un cilindro ou un prisma non a podemos desenvolver, é dicir, non podemos obter unha esfera perfecta partindo dunha figura plana [ver pdf] e, por tanto, non poderíamos partir dunha lámina de aluminio para crear as latas.

Como podemos observar, e xa dixemos ao principio, a forma esférica ofrece certas vantaxes que outro tipo de corpos xeométricos non o teñen, vantaxes que se aproveitan en innumerables situacións.

No hay comentarios:

Publicar un comentario