¿Qué le sucedería a un globo lleno de gas helio atado al piso de un automóvil, cuando el automóvil toma una curva cerrada; siempre que las ventanas del automóvil estén cerradas?

He hecho el experimento. Compré algunos globos para la fiesta de cumpleaños de mi nieta y me los llevé a casa en mi auto. A menos que haya respondido la pregunta que se hace aquí, qué sucede cuando el automóvil acelera, podría estar en problemas en tal situación. Acelere alrededor de una curva y los globos se moverán hacia adentro, no hacia afuera. Acelera el auto y los globos avanzan. Si los globos están en la parte trasera del automóvil y en largas cuerdas, cuando aceleras hacia adelante, puedes encontrar los globos frente a ti oscureciendo tu visión.

Los globos exhiben antigravedad. Todo niño lo sabe. * Cuando doblas una curva, hay una “fuerza centrífuga”. (Esto existe, a pesar de lo que dicen muchos cursos introductorios; en física avanzada, la fuerza centrífuga es un concepto clave en los marcos de referencia rotativos). El principio equivalente de Einstein establece que la aceleración es equivalente a la gravedad. Entonces, si la fuerza centrífuga externa es equivalente a la gravedad, entonces el globo antigravedad se moverá en la dirección opuesta.

Dicho en términos más simples: el aire en el automóvil es más denso, en promedio, que en el globo, por lo que acelera hacia afuera en el giro, forzando al globo en la dirección opuesta.


* Por supuesto, todos los estudiantes de física entienden que esta antigravedad simplemente está flotando en el aire, ya que la densidad del aire es mayor que la densidad promedio del globo.

Por simplicidad, supongamos que el automóvil gira hacia el lado izquierdo desde la perspectiva del conductor.

Es posible que haya experimentado de primera mano que cuando viaja en un automóvil y el conductor hace un giro brusco repentino, comienza a deslizarse hacia la derecha, incluso si la velocidad del vehículo permanece constante. La clave de esta pregunta es la inercia. Como estás en un marco de referencia acelerado, una pseudo-fuerza llamada fuerza centrífuga te empuja hacia el exterior (en este caso, a la derecha).

Pero cuando hablamos de un globo de helio, sabemos que el aire es más denso en comparación con el helio, por lo que el aire que tiene más inercia se desliza hacia la derecha, mientras que el globo es más ligero, se desplaza hacia el interior (izquierda en este caso). Además, las ventanas cerradas no permiten que escape el aire.

tldr: al girar bruscamente a la izquierda, el globo se desplaza hacia la izquierda.

Cuando gira el automóvil hacia la izquierda , todo se ve forzado hacia la derecha. * Esto incluye a usted, el aire en el automóvil y el globo.

El aire está ligeramente comprimido por esta fuerza contra el lado derecho del automóvil. Esto significa que el aire en el automóvil tiene una presión ligeramente más alta cuanto más a la derecha está.

Y esto significa que hay más presión en el lado derecho del globo que en el izquierdo. Esta diferencia de presión acelera el globo hacia la izquierda.

¡Pero espera! ¿Qué pasa con el gas dentro del globo? Eso también se comprime ligeramente a la derecha, lo que resulta en una diferencia de presión en el interior del globo. ¡Eso debería forzarlo a la derecha!

Lo hace, pero dado que el helio pesa mucho menos que el aire, el efecto general sigue siendo que el globo se mueve hacia la izquierda .

* Para pedantes: estoy hablando desde el marco de referencia acelerado del automóvil, en el que aparecen fuerzas “ficticias”.