Utilice el conocimiento científico para explicar: ¿Por qué un globo explota cuando lo pincha con una aguja? Si pones cinta adhesiva en el globo e insertas una aguja en él, el globo no explotará.
En primer lugar, ¿es necesario comprender qué sucedió en el momento en que estalló el globo?
La de arriba es una imagen animada que ha circulado ampliamente en Internet, que registra el momento en que explota un globo de gran tamaño. La membrana del globo originalmente completa se convirtió instantáneamente en muchos fragmentos pequeños. Se ve muy bien, ¿verdad? Pero esta imagen no cuenta toda la historia.
Recientemente, un estudio publicado en PHYSICAL REVIEW LETTERS realizó una observación detallada de la película del globo rota [1]. Los investigadores señalaron que en realidad hay dos formas de que un globo explote: una es romperse en una línea y la otra es romperse en varios pedazos como el anterior.
¿Cuáles son los factores que afectan la forma en que explota un globo? Para resolver esto, los investigadores diseñaron un dispositivo experimental y realizaron experimentos con películas de látex de diferentes espesores. Después de soplar aire, la membrana se infla para formar un "globo" que eventualmente es perforado por las púas del dispositivo. Todo el proceso será grabado claramente por cámaras de alta velocidad y los investigadores también medirán la tensión de la membrana del globo.
Los resultados mostraron que lo que afectaba a la forma en que se rompía el balón era la tensión de la membrana del balón y el espesor inicial de la membrana. Cuando la tensión alcanza un valor crítico, el patrón de agrietamiento original a lo largo de una grieta se convertirá en grietas ramificadas, formando más fragmentos. Los investigadores descubrieron que la velocidad de apertura de las grietas aumentará con la tensión y finalmente alcanzará un valor de velocidad límite de 570 ± 15 m/s en el momento crítico (esto es casi la velocidad del sonido en los materiales de látex). Por encima de este valor crítico, la velocidad de agrietamiento no puede seguir aumentando cuando la tensión continúa aumentando. En este momento, la grieta liberará energía en forma de múltiples ramas de grieta.