que una persona pesa menos en el ecuador que en los polos?
Por: Dr. Miguel Ángel Cervantes Solano.
Escuela Nacional de Estudios Superiores, Unidad Morelia.
Esta duda aparece cuando se considera el efecto que tiene el movimiento de rotación de la Tierra sobre la gravedad, y la respuesta es sí, una persona pesa menos en el ecuador que en los polos.
Primero hay que recordar que el peso es la fuerza que resulta de la atracción gravitacional que ejerce la Tierra sobre los cuerpos que están en su superficie y que hace que sean atraídos hacia su centro, a esta atracción le llamamos cotidianamente gravedad. También acostumbramos a expresar el peso de las personas en términos de su masa (kilogramos) y no en términos de la fuerza que produce (Newtons), ya que asumimos que la gravedad es igual en toda la superficie de la Tierra, aunque como vamos a ver, esto es sólo una aproximación.
Ahora sí, ¿cuál es entonces el efecto de la rotación de la Tierra sobre el peso de las personas? Este movimiento de rotación ocasiona que todo lo que se encuentre sobre el ecuador se mueva con una rapidez determinada por el producto de la velocidad angular por el radio ecuatorial. Si la Tierra da un giro completo cada 24 horas (velocidad angular), es decir una vuelta al día y el diámetro ecuatorial es de 6 mil 370(1) km, la rapidez lineal que resulta es de aproximadamente ¡Mil 672 kilómetros por hora!(2). Debido a este movimiento, todos los cuerpos experimentan una fuerza conocida como fuerza centrífuga la cual, en este caso, se opone a la fuerza de gravedad y tiende a lanzar disparados a los cuerpos hacia fuera del planeta del mismo modo que una lavadora exprime la ropa al hacerla girar para deshacerse de las gotas de agua. A pesar de esto, no vemos que los cuerpos salgan volando en el ecuador. Esto se debe a que la magnitud de dicha fuerza, aunque está en dirección opuesta a la de la gravedad, no es suficiente para compensar el efecto de la atracción gravitacional, el cual es bastante grande debido a que la masa de la Tierra es muy grande ocasionando que los cuerpos sigan en el piso. Sin embargo, esta fuerza centrífuga sí tiene un efecto sobre el peso de los objetos ya que, al estar en dirección opuesta a la gravedad, la fuerza resultante disminuye cerca del 0.3% de su magnitud.
En el caso de los polos la situación cambia. Al estar directamente sobre el eje de rotación, los cuerpos solo giran sobre su propio eje debido a que su distancia al eje del movimiento es cero, esto ocasiona que su velocidad lineal sea cero también, causando que el efecto de la fuerza centrífuga no exista. Por ejemplo, una persona de 80 kg pesaría unos 240 gramos menos en el ecuador que en el polo. Aunque sería una forma de bajar de peso, su masa seguiría siendo la misma, (ver la figura). Este efecto está presente en toda la superficie de la Tierra y en el caso de los polos y el ecuador son las situaciones extremas. En general, la variación del peso dependerá del lugar donde nos encontremos porque eso determina la distancia a la que nos encontremos del eje de rotación. Si te interesa conocer un poco más sobre la gravedad y otros temas de física te recomiendo los siguientes libros: - Hewitt, P. G. (2002). Física Conceptual. Pearson Educación. - Orzel, C. (2015). Conversaciones de Física con mi perro. Grupo Planeta (GBS). - Wolke, R. L. (2007). Lo que Einstein le contó a su barbero. Ediciones Robinbook. -------------------------------- (1) En sentido estricto, la Tierra no es una esfera perfecta, está ligeramente achatada lo que ocasiona que el radio en el ecuador sea ligeramente mayor que en los polos. (2) Aunque se trata de un valor muy grande, TODO lo que está sobre la superficie en el ecuador se mueve de la misma forma por lo que no es posible apreciar que tan rápido se están moviendo.