Física para Padres: En el parque

A Aysha le encanta ir al parque. Y sabe cuándo vamos. Incluso lo sabe cuando no vamos. A más de 100m de cualquiera de los parques infantiles de Durango, nos mira con cara de emoción y apunta con el dedo mientras nos suplica con esos ojillos "paaaa-queeee".

Más allá de derretirnos con semejante escena, que a veces tiene un final feliz, pero a veces no, el parque se ha convertido en otro de los centros sociales de una niña de 2 años (el primero es la guarde, claro...).

Allí se ríe, juega con otros niños/as, corre, salta, sube escaleras, baja resbalando por el tobogán, pone carita y vocecita para pedir "galleeeeeta" a quienquiera que tenga una, ... de todo. Ah, y se enfada con quien ose arrimarse a su juguete olvidado en un banco al grito de "emiiiiiiiio".

Pero casi sin duda su elemento favorito del parque es el columpio (el "dilín-dalán" para ella).

Desde el primer día que fuimos, desde que apenas se sujetaba sentada, le encanta el columpio. Se puede tirar más de media hora mirando el mundo desde ese balanceo del que parece no cansarse nunca. Cuando finalmente lo hace, simplemente basta un "yastá" para bajar.

Al principio era fácil empujar una masa de 3-4kg en un péndulo simple, casi era un descanso que pidiera el columpio, porque así no tenías que estar medio agachado maltratando tu espalda llevándola de la mano mientras entrenaba sus primeros pasos.

Pero luego. Ay! luego... luego la masa va creciendo y al final te encuentras empujando 10kg y con agujetas en los brazos y hombros antes del "yastá".

Y lo peor era ver que no era el único. Aquellos padres/madres que me llevaban ventaja hacía tiempo que habían cambiado el dolor de espalda por el dolor de brazos y un "hoy te toca dar a ti". Es lo que tiene esto de ser padre, que se va aprendiendo todo sobre la marcha, por mucho que te digan que pasará esto o eso (a ti siempre te pasará "aquello" y no tendrá nada que ver, pero este es otro tema).

Así pues ese dolor y la mirada contemplativa de Aysha me llevó a perderme en mi mente y finalmente a recordar aquella clase de física de segundo curso en la universidad en la que se hablaba de los sólidos rígidos, los péndulos (sólidos o no), caídas no libres, y demás... y de repente lo vi claro.

Los fundamentos del péndulo simple describen el movimiento de la masa (Aysha o cualquier niño/a balanceándose en el columpio), que viene dado por la gravedad y una pila...

... un pila?

Sí, una pila de padres/madres empujando...

Quiero decir, que tras el primer empujón, o el primer estirón para dejarlos caer, el movimiento viene afectado por la única fuerza que es la gravedad (aquello del 9.8m/s2 que recordaréis algunos, y sí, despreciamos el rozamiento del rodamiento...), y para ángulos pequeños (a Aysha le gustan cuanto más grandes mejor, pero casi es lo de menos...), como bien dicen en la web de la universidad donde hablan del péndulo simple, acaba siendo:

 (1)

que nos dice (con un par de cuentas), que el período de la oscilación con la que se mueve el columpio es:

Que seguro que no os dice mucho, pero es la clave de todo el asunto (l es la longitud de las cadenas del columpio, y g es el famoso 9.8 de siempre...).

Como todos sabemos, la tendencia de un columpio es que acabe parándose (y con Aysha pidiendo escuetos "más"), de manera que necesitamos un "generador" (o adulto empujador) para mantener la solicitada oscilación con una amplitud (ida y venida de adelante a atrás) constante.

Estamos, entonces, en frente de un péndulo simple forzado (empujado), donde ahora interviene la fuerza externa del pobre adulto que contenta al bebé.

Porque, claro, no es lo mismo (en general...) un padre que pega un arreón fuerte cada 3 idas y venidas que una madre que debe hacerlo a cada ida y venida porque arrea más débilmente. Esto suele entenderse más o menos bien, porque al final, la energía que debemos meter al columpio debe siempre contrarrestar a nuestra enemiga la gravedad (que, recordemos, tiende a parar la diversión...), para lo cual solemos tirar de la fuerza necesaria las veces que sean menester...

Pues bien, hay otra variable que afecta, además de la fuerza con la que empujemos o las veces que lo hagamos (que por cierto, ambas generan agujetas en los brazos...).

Estamos hablando, padres/madres sufridores, de la frecuencia de nuestra aplicación de energía. Esto ya es más raro, a que sí...

Vale, todos sabemos que tenemos que empujar repetidamente, cierto? Con más o menos fuerza, con más o menos frecuencia (más o menos veces), verdad? Pues esto significa que nosotros, empujadores, somos otra oscilación.

Y cuando dos oscilaciones se mezclan, una que se quiere parar y otra que quiere que la primera siga, tenemos que tener en cuenta cómo se "mezclan". Es decir, todos sabemos que si empujamos hacia atrás cuando el columpio está en el tope de delante, eso hace que siga. Pero qué pasa si empujamos hacia atrás cuando está en el medio viniendo hacia adelante? Exacto, que lo paramos. La fuerza que hacemos es la misma, lo que cambia es (tachán, tachán!!!): LA DIFERENCIA DE FASE!

Es decir, haciendo la misma fuerza, no es lo mismo hacerla cuando el columpio va o viene, y además es diferente si es en los extremos de la ida y venida o en el medio!

Casi todos hemos empujado desde los extremos, desde delante o desde detrás, y cuando llega al punto más alto, a que sí?

Pues sabed que si bien no lo estáis haciendo mal del todo, pero NO ESTÁIS SIENDO TODO LO EFICIENTES QUE PODRÍAIS! Es decir, podríais aprovechar mejor vuestros empujones (energía aplicada) para que el movimiento se mantenga... esto es, PODRÍAIS NO CANSAROS TANTO para mantener el mismo movimiento.

¿Cómo? Intentando entrar en RESONANCIA. Lo qué?!?!?! Intentando empujar en el punto y manera que se MAXIMICE la absorción de energía, para no tener que empujar tanto...

Vale, pero ¿cómo?!

Con este secreto: se maximiza que la energía del empujón se use para mantener el movimiento si empujáis cuando el columpio está en su punto más bajo (en el medio de la ida y vuelta), y en el sentido del movimiento.

Para ello, yo no me pongo ni delante ni detrás, sino AL LADO, justo debajo del "techo" del columpio, de manera que cuando Aysha pasa enfrente de mí yendo hacia adelante, empujo un poco y que siga... y cuando vuelve hacia atrás, vuelvo a empujar otro poco hacia atrás.

Y ya no tengo agujetas!!

Aunque tengo que decir, que me sigo fijando en el resto de adultos que siguen haciendo las cosas como se han hecho siempre, sin preguntarse si es la mejor manera de hacerlo... y no suelo poder evitar una sonrisa cuando veo a alguien frotarse los hombros mientras corre detrás de una personita de medio metro largo...

Otro día os contaré cómo es que luego se aprende a "darse uno mismo" y ya todo esto quedará obsoleto, porque, claro, si ya no hay empujadores, cómo se puede mantener la oscilación? :-O

Pista: tiene que ver con cambiar el centro de masas de la criatura (la sentada en el columpio...), aquí podéis ver lo que se puede llegar a hacer sin ayuda externa en un columpio.