Lección32· Curiosidades
La física de la cama elástica: de 0 a 5 g en cada salto
En el parque tenemos 12 camas elásticas. Saltar en una parece lo más sencillo del mundo, pero en cada salto el cuerpo pasa de no pesar nada a pesar varias veces lo normal, y eso está medido. Esta lección explica de dónde salen esas g, hace la cuenta con una fórmula de una línea y la compara con la del casco por dentro: las dos van de lo mismo, de frenar un cuerpo en unos centímetros.
Un salto, por fases
- En el aire. Desde que la lona te suelta hasta que vuelves a tocarla, nada te empuja: caes, como en la caída libre. La sensación es de no pesar.
- Hundiendo la lona. Al caer, la lona y los muelles se estiran y te frenan. Toda la velocidad que traías se convierte en energía guardada en los muelles.
- Abajo del todo. Estás parado un instante y los muelles, estirados al máximo, empujan con más fuerza que nunca. Es el momento de más g.
- De vuelta arriba. Los muelles devuelven la energía y te lanzan. No toda: una parte se pierde en rozamiento y calor, y por eso hay que empujar con las piernas en cada salto para no ir perdiendo altura.
Un estudio de la Universidad Tecnológica de Sídney (Eager, Chapman y Bondoc, 2012) midió con un acelerómetro a personas saltando en tres camas elásticas: los usuarios pasan, en cada salto, de casi no pesar a unos 5 g.
La cuenta: cuánto se hunde la lona
Si la cama se comporta como un muelle (fuerza proporcional a lo que se estira), hay una fórmula sencilla para el empuje máximo, abajo del todo, en múltiplos de tu peso:
g abajo igual a dos por, h más x, partido por x
- haltura desde la que caes sobre la lona (m)
- xlo que se hunde la lona por debajo de su posición de reposo (m)
- el resultado es el empuje máximo de la lona en múltiplos de tu peso
La fórmula supone un muelle perfecto, sin pérdidas y sin la masa de la lona, y que caes en el centro. Sirve para entender el orden de magnitud, no para calcular una cama concreta. El estudio de 2021 es de camas domésticas redondas, no de camas como las nuestras; no hemos medido las nuestras.
Lo mismo que un casco, al revés
Frenar un cuerpo siempre es la misma cuenta: cuantos más centímetros tienes para frenarlo, menos g. En la cama elástica caes a unos 3,6 m/s (desde 66 cm) y, según la cuenta de arriba, la lona te frena en unos 30 o 40 cm: unos pocos g. En la norma de casco de karting, la cabeza llega a 8,7 m/s y la espuma la tiene que frenar en un par de centímetros: hasta 275 g.
La otra diferencia es qué pasa con la energía. Los muelles de la cama la guardan y la devuelven: por eso rebotas. La espuma del casco se aplasta y se queda con ella, sin devolverla.
Por qué se salta de uno en uno y sin volteretas
En nuestras camas elásticas el turno dura 7 minutos y las normas son tres: una persona por cama, sin cambiar de cama y sin volteretas. Detrás de la primera y de la tercera hay datos publicados.
- Uno por cama. Según la Academia Americana de Pediatría (2012), alrededor del 75 % de las lesiones en cama elástica se producen cuando saltan varias personas a la vez.
- Sin volteretas. La misma Academia advierte de que los intentos fallidos de voltereta y mortal causan con frecuencia lesiones en las cervicales.
- Los más pequeños. También señala que los niños de menos de cinco años tienen más riesgo de lesión grave.
La explicación física de por qué es peor saltar dos a la vez es nuestra, no de la Academia: con dos personas, la lona se mueve al ritmo de las dos, y quien cae cuando el otro acaba de hundirla se encuentra la lona subiendo y sale lanzado a destiempo; el más ligero lo nota más. La Academia da la cifra, no el mecanismo.
En la cama elástica:
- Salta en el centro de tu cama: es donde la lona cede más y frena más suave.
- Una persona por cama, sin cambiar de cama y sin volteretas.
- Si vienes de los karts, fíjate en la diferencia: en el kart notas las g de lado; aquí, de arriba abajo.
Fuentes
- Eager, D.; Chapman, C.; Bondoc, K., Characterisation of trampoline bounce using acceleration, 7th Australasian Congress on Applied Mechanics (ACAM 2012), pp. 1062-1069: de casi la ingravidez a unos 5 g. opus.lib.uts.edu.au
- Brown, Mullineaux y Mulloy, Dynamic testing to determine and predict trampoline function, Sports Engineering, 2021: masas de 41 a 116 kg desde 0,66 m sobre diecinueve camas, aceleración máxima de 5,1 a 7,6 g, menos g con más diámetro. doi.org
- Academia Americana de Pediatría, nota de prensa de la declaración Trampoline Safety in Childhood and Adolescence (Pediatrics, 2012): 75 % de lesiones con varias personas saltando, volteretas fallidas y lesiones cervicales, más riesgo en menores de cinco años. eurekalert.org
- OpenStax, University Physics Volume 1, 8.3 Conservation of Energy: la energía de un muelle y su conservación (base de la fórmula). openstax.org
- Datos del parque: 12 camas elásticas, turno de 7 minutos, una persona por cama, sin cambiar de cama y sin volteretas (
lib/data/negocio.ts).
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