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La Física se ocupa del estudio de los cambios que se producen en las propiedades de los cuerpos, o en la naturaleza. Poco más o menos.
"Lo que cambia" ha de ser algo que se pueda medir con una exactitud razonable. El cambio en sí se llama fenómeno. Fenómeno físico. Y la propiedad que cambia, magnitud. Magnitud física.
• Magnitudes físicas hay unas cuantas: La longitud, la temperatura, la masa, el tiempo, la energía, la fuerza, la carga eléctrica... Y para poderlas medir tal como se merecen lo primero que hace falta es disponer de unas buenas unidades de medida.
• Unidades de medida, para cada magnitud, a veces también hay unas cuantas. La presión, (presión como magnitud física) junto con el tiempo, es uno de los casos más patentes (¿patéticos?).
Aquí se tratará de aclarar las relaciones que hay entre unidades que se utilizan cuando se habla de escalada, caídas, cuerdas que se estiran, seguros que aguantan (o no), y demás.
Dos, solamente, son las magnitudes que se van a considerar: la masa y la fuerza. Además aparecen, porque lo ocupan todo, la longitud y el tiempo, pero sus unidades, esperamos, ya son bastante conocidas.
Oficialmente:
• La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Esta masa se manifiesta por la resistencia del cuerpo a cambiar su estado de movimiento y por la acción gravitatoria que ejerce sobre otros cuerpos.
• La fuerza es toda acción capaz de producir un cambio en el estado de movimiento de un cuerpo o/y una deformación. Como cuando empujamos con el dedo un vaso sobre la mesa, que se mueve, o nos apretamos con el dedo la barriga, que cede un poco.
Es obligado indicar ahora mismo que el peso es un caso particular de fuerza. Es la fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo debido a la masa que tiene, tal como expresa la siguiente y excelsa fórmula de la Gravitación Universal:
donde aquí M y r representarán la masa y el radio de la Tierra, m la masa del cuerpo y G una constante (la de la Gravitación Universal, claro).
Como M y r son también bastante constantes, en la práctica
se agrupa como una sola constante g = 9’8 m/seg², y la fórmula queda de esta manera:
(1) Total, que siendo el peso de la misma naturaleza que la fuerza, se medirá con las mismas unidades que ésta. Además el peso de un cuerpo y su masa, que son conceptos distintos, se relacionan con la fórmula (1).
Para acabar de entender la diferencia entre masa y peso, basta darse cuenta de que la masa de un cuerpo es fija e inmutable pero su peso será distinto en la Tierra, en la Luna o en los espacios exteriores, donde no tendría peso (ingravidez, lo llaman). Esto es así porque g, que en la Tierra vale 9’8 m/seg², en la Luna vale 1’6 m/seg², y allí un cuerpo pesará unas seis veces menos que en la Tierra.
La proliferación de unidades a veces es sólo aparente, porque pueden salir adornadas con prefijos que corresponden a múltiplos o submúltiplos de éstas. Es por lo del Sistema Métrico Decimal.
A continuación unos cuantos prefijos de éstos:
Algunas de las abreviaturas se pueden llegar a ver con mayúscula o con otras diferencias. Esto, como todo lo que tiene que ver con el arte, depende de gustos, autores y épocas.
Ahora vienen las unidades:
• Masa: La unidad auténtica es, o debería ser,
el gramo (gr, para no confundirlo con la g = 9’8 m/seg²).
Pero como un gramo es tan poca cosa, la unidad que verdaderamente se utiliza
es el
kilogramo (Kg).
1 Kg = 1000 gr
• Fuerza: Dos, principalmente: el Newton (Nw) y el kilopondio (Kp). Aun hay otra, la dina, pero en el mundo de la escalada no se tiene la suerte de utilizar una unidad de fuerza tan pequeña.
Otra cosa:
Ya se ha dicho antes que el efecto de una fuerza es cambiar el estado de movimiento de un cuerpo. Simplificando un poco, esto significa que si sobre un cuerpo en reposo actúa una fuerza constante, el cuerpo adquiere una aceleración. Esta aceleración es tanto más pequeña cuanto mayor sea la masa del cuerpo. De esta manera:
(2) (2ª Ley
de Newton, y base de casi toda la Mecánica)
Se ha hecho este inciso para entender bien como se definen el Nw y el Kp.
• 1 Nw es la fuerza que aplicada sobre un cuerpo de 1 Kg de masa, le comunica una aceleración de 1 m/seg².
• 1 Kp es la fuerza que aplicada sobre un cuerpo de 1 Kg de masa, le comunica una aceleración de 9’8 m/seg². Como 9’8 m/seg² es el valor de g, esto es lo mismo que decir que 1 Kp es la fuerza con que la Tierra atrae a una masa de 1 Kg o el peso de 1 Kg, sencillamente.
Con la fórmula (2):
Claramente entonces:
Así que 1 Nw, para el consumo humano, viene a ser lo que pesa un cuerpo de unos 100 gr.
Como remate:
Para que no se desbarajusten las fórmulas de la Física, es obligatorio, al hacer cálculos, que la fuerza venga dada en Nw, la masa en Kg, la longitud en m y el tiempo en seg. Por eso tiene tendencia a aparecer cada vez más una unidad con tan poco arraigo popular como el Nw. Para mitigar el trauma se suele emplear el daNw, ya que:
y 1 Kp corresponde al peso de 1 Kg, y eso todo el mundo lo entiende.
Definitivamente: (centésima arriba, centésima abajo)
Por ejemplo:
Si en una chapa marca 22 kNw, eso quiere decir que es capaz de aguantar una fuerza de 2245 Kp.
Si en el catalogo de una cuerda la fuerza de choque dice que es de 720 daNw, eso quiere decir que con las condiciones de caída que marca la norma EN-892 el cuerpo del escalador soporta en el momento de máxima tensión de la cuerda una fuerza de 734’7 Kp.