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Salto al agua

Escrito por Super User. Posted in Blog

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Cuando saltamos al agua nos exponemos a un impacto contra el agua. Siempre se dice que a partir de cierta altura el cuerpo humano no puede caer al agua. Y físicamente es demostrable. El agua requiere que rompamos la tensión superficial para poder entrar en ella. Eso no nos cuesta trabajo, pero requiere un intercambio de energía.

En la siguiente tabla podemos ver la altura a la que un cuerpo puede saltar al agua. También aparece la velocidad con que llega a la superficie del agua y el tiempo que tarda en hacerlo. Por último podemos ver la energía que tiene en el momento de impactar con el agua. Esta energía en el caso de esta hablando de un choque contra un muro de hormigón podríamos compararla con la de los accidentes de coche. Un golpe con el coche a 50km/h supone lo mismo que si nos dejaran caer mas de dos toneladas de peso encima. No lo aguantaríamos. Por suerte este no es el caso. Al entrar en el agua si lo hacemos con los pies juntos, rompemos perfectamente la tensión superficial y la energía que llevamos en el impacto es absorvida por nuestro rozamiento con el agua que vamos desplazando a medida que nos hundimos. Si abrimos más los brazos y piernas ofreceremos más superficie de rozamiento y eso hará que frenemos más. Ojo si abrimos los brazos o las piernas antes de entrar en el agua nos costará más romper esa tensión superficial y luego nos picarán bien.

Altura de la caída [m] velocidad de contacto con el suelo [km/h] tiempo en llegar al suelo [s] Energía de impacto [J]
1 15,94 0,45 735
2 22,54 0,64 1470
3 27,61 0,78 2205
4 31,88 0,90 2940
5 35,64 1,01 3675
6 39,04 1,11 4410
7 42,17 1,20 5145
8 45,08 1,28 5880
9 47,81 1,36 6615
10 50,40 1,43 7350
11 52,86 1,50 8085
12 55,21 1,56 8820
13 57,46 1,63 9555
14 59,63 1,69 10290
15 61,73 1,75 11025
16 63,75 1,81 11760
17 65,71 1,86 12495
18 67,62 1,92 13230
19 69,47 1,97 13965
20 71,28 2,02 14700
21 73,04 2,07 15435
22 74,76 2,12 16170
23 76,44 2,17 16905
24 78,08 2,21 17640
25 79,69 2,26 18375
26 81,27 2,30 19110
27 82,82 2,35 19845
28 84,34 2,39 20580
29 85,83 2,43 21315
30 87,30 2,47 22050

Para el cálculo hemos usado un simple balance energético.

La energía potencial en el punto de partida, con una altura h, es Ep=m*g*h. Siendo m*g el peso en la superficie terrestre del barranquista. Hemos tomado un peso de 75kg

La energía cinética en el punto de impacto con el agua es Ec=0.5*m*v²

Ambas ecuaciones se igualan y podemos despejar la velocidad. En este caso se obtiene que para un salto de 6m alcanzamos una velocidad de 39km/h. Mucho pedalear es con mi bici para alcanzar esa velocidad.

Para esa velocidad calculamos la energía cinética en el momento del impacto y vemos que tenemos una energía de impacto de 4410J. Esto sólo permite el cálculo de la fuerza del impaco, si además sabemos la distancia que se desplazó el objeto después del impacto podemos calcular la fuerza media de impacto.

Entendiendo que la energía se puede equiparar a un trabajo y este es la fuerza ejercida por el espacio recorrido, W=F*x, podríamos decir que si el saltador tras entrar en el agua se frena en menos de dos metros la fuerza ejercida sobre él será de 2205N aproximadamente unos 22kg. Pero recalco que esto es entrando perfectamente en el agua y rompiendo la tensión superficial. Si saltaramos a unos 30cm de agua y entraramos en ella como el profesor splash sería lo mismo que un impacto de 147kg

 Con todo esto que quiero decir. Pues ni más ni menos que en un salto hay que entrar bien en el agua. Que mientras más alto más necesario es una entrada limpia en el agua. Nada de saltar a bomba ni cosas raras. 

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