Generalmente, cuando un objeto impacta contra un medio granular (como arena o arroz), se incrusta, pero no es mucho lo que avanza antes de perder completamente su energía. Un grupo de investigadores mexicanos y cubanos -encabezado por Felipe Pacheco-Vázquez, del Cinvestav– demostró que no siempre es así; no al menos cuando se trata de partículas de poliestireno expandido, donde una pelotita de ping pong puede sumergirse de manera indefinida y a velocidad constante.
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El equipo utilizó un conjunto de 18 pelotas con distinto peso (de 15 a 182 gramos, siendo rellenadas con pequeñas bolitas de acero) y comenzaron a lanzarlas dentro de un tubo de 600 centímetros de largo y 45 centímetros de ancho, lleno de partículas de poliestireno.
Las pelotas que superaban cierta masa crítica (más de 82 gramos), fuera de perder fuerza por fricción a medida de enterrarse en el medio, continuaron cayendo con velocidad terminal hasta impactar con el fondo. Tal como si cayeran a través de un fluido.
Uno tiende a pensar que los proyectiles pierden energía al pasar por medios granulares porque suele ser de dicha manera. Pero en este caso la fuerza de gravedad y la fuerza de arrastre hacia arriba se equiparan (debe darse el fenómeno de la masa crítica), haciendo que la aceleración sea igual a cero.
Por esta razón es que es un fenómeno que no se aprecia en la vida diaria. Por ejemplo, para que una pelota de ping pong pudiera hacer lo mismo en la arena de una playa promedio, necesitaría pesar alrededor de 14 kilos y no existe un material con semejante densidad en nuestro planeta.
Pronto los científicos buscarán determinar qué sucede cuando varios objetos impactan el medio granular de manera simultánea.
Acá un video con el registro a alta velocidad de la trayectoria de una de las pelotas al interior del tubo:
Link: Weighted ping-pong balls can fall endlessly through a granular medium (PhysOrg)
