Revista de navegación y comercio (1894-07-15 00:00:00), página 11

Esta Memoria se divide naturalmente en dos capítulos: 1.º Definición de la gravedad verdadera y de la gravedad aparente. 2.º Cómo las variaciones de la gravedad pueden ser factores del mareo.

¿QUÉ ES LA GRAVEDAD APARENTE?

Los tratados de mecánica dicen: Cuando un punto material tiene movimiento en el espacio, llevado por uniones ó apoyos, la resultante de las reacciones que ejerce sobre estas uniones ó apoyos, en un instante cualquiera de su desplazamiento ó cambio de lugar, es una fuerza dirigida según la resultante de la aceleración de la gravedad y de otra aceleración igual, pero en sentido contrario, á la que anima el punto en aquel momento; la intensidad de esta fuerza es igual al producto de esta resultante por la masa del punto.

Más sencillo y en otros términos: el hilo de una plomada cuyo punto de suspensión es llevado en el espacio, en vez de colocarse según la vertical, toma una dirección intermedia entre la dirección según la cual se mueve el punto de suspensión y la dirección de la gravedad; esta dirección intermedia (resultante de otras dos) se llama la vertical aparente.

Por otra parte, la fuerza de tracción que ejerce la plomada sobre el punto de apoyo será la resultante de la intensidad de la gravedad y de la intensidad de la fuerza que anima al punto de suspensión; esta resultante se llama gravedad aparente ó peso aparente, expresiones que podemos considerar aquí como sinónimas; ella está dirigida según la vertical aparente.

Demos pruebas experimentales de estos hechos: escogeremos dos movimientos simples: el movimiento de un péndulo y el movimiento de un cuerpo alrededor de un eje horizontal; pues que los movimientos de un buque pueden asimilarse á un cuerpo cuyos diferentes puntos estarían animados: 1.º de un movimiento pendular y 2.º de un movimiento alrededor de un eje horizontal; los dos movimientos están do en cierta manera superpuestos uno al otro.

MOVIMIENTO PENDULAR

A.—Demostración experimental de la vertical aparente.—Cuando se hace oscilar un péndulo, la lenteja se mueve según un arco cuvo centro es el punto de suspensión, se mueve bajo la sola influencia de la gravedad, combinada con la resistencia del hilo, y la vertical aparente es constantemente normal al arco citado, esto es, se halla constantemente dirigida según el hilo de suspensión, el cual siempre está tirante.

Si suspendemos una cubeta ó recipiente lleno de agua por un hilo suficientemente largo, en relación á las dimensiones de la cubeta, he aquí lo que observaremos: el agua estará en reposo en las mismas señales (fig. 1.ª) cuando hagamos oscilar el sistema libremente, y esto con toda clase de amplitud de las oscilaciones; por consiguiente, como que cuando está el péndulo en reposo, el hilo de suspensión es normal á la superficie del agua, también resulta normal durante el movimiento, y representa la vertical aparente; la gravedad aparente está dirigida según esta vertical aparente en todo instante de la oscilación.

Si interponemos en el hilo de suspensión un dinamómetro, este instrumento nos señalará todas las variaciones de la gravedad, esto es, los diferentes valores del peso aparente, en vez de durnos la indicación fija del estado de reposo.

B.—Pasemos á estudiar los objetos colocados sobre la lenteja del péndulo ó colgados del mismo, ó de la cubeta (que en nuestra experiencia reemplaza al péndulo). 1.º Si se amarra un péndulo muy corto al fondo de la cubeta (fig. 1.ª p), se verá el hilo de este péndulo, siempre en dirección paralela al hilo de suspensión, esto es, á la vertical aparente durante todo el movimiento. 2.º Si se hace flotar en el agua de la cubeta una plancha de corcho llevando un péndulo corto, se verá que este péndulo durante toda la oscillación de la cubeta, tiene un hilo perpendicular al nivel del líquido, según la vertical aparente.

En este segundo caso, tenemos que el pequeño péndulo no oscila libremente, sino que está inmóvil, comparado con la superficie del agua de la cubeta, con la cual la dirección del hilo es perpendicular, fijando así la vertical aparente del sistema en movimiento al momento de la observación.

C. Haremos una aplicación de las anteriores observaciones: á bordo de los buques se usan los barómetros marinos, en los que el mercurio de la cubeta comunica con el del tubo por medio de un orificio casi capilar con que termina la parte inferior de éste, dejando pasar el mercurio lentamente; no obstante, en las grandes oscilaciones del buque de proa á popa, ó cabezadas, las variaciones del peso aparente del mercurio son talmente que el derrame del líquido del tubo á la cubeta es más rápido, á pesar del orificio pequeño de comunicación, y esto se observa claro, con las oscilaciones bruscas y de mucha amplitud de la columna mercurial, tanto que imposibilita la observación barométrica.

Estas oscilaciones no son debidas á la inercia del mercurio; los movimientos debidos á esta causa sólo se observan cuando hay choque brusco de una ola contra el buque, haciéndolo trepar todo entero; pero en las oscilaciones periódicas de un buque que balancea, es el valor del peso aparente á cada instante variable en lucha con la presión atmosférica, la que es siempre constante, y determina los movimientos de la columna mercurial. En efecto, estando el barómetro suspendido, se coloca á cada instante según la vertical aparente, y la presión de la columna de mercurio es igual, no al peso del líquido metálico en reposo, sino al peso aparente, esto es, á la masa del mercurio multiplicada por la aceleración aparente de la gravedad.

Cuando esta aceleración aparente sea menor que la aceleración verdadera de la gravedad, la masa del mercurio necesaria para equilibrar la presión atmosférica constante deberá ser mayor que la necesaria cuando el mercurio se halla en reposo; é inversamente, cuando la aceleración aparente sea mayor la aceleración verdadera de la gravedad. Por consiguiente, la altura del mercurio será mayor cuando la aceleración sea descendente, y disminuirá cuando la aceleración sea ascendente.

Ya estamos, pues, en posesión de nociones muy bien definidas respecto á las variaciones de la gravedad y de la dirección de la vertical (peso aparente) en los cuerpos sometidos al movimiento pendular; lo hemos comprendido sin demostraciones matemáticas: vamos á ver ahora las consideraciones análogas para un cuerpo que da vueltas sobre un eje horizontal, pues repetimos que un buque en la mar agitada es asimilable á un movimiento de esta especie superpuesto á un movimiento pendular.

MOVIMIENTO CIRCULAR

D.—Si el punto A (fig. 2) de un circulo gira de un movimiento uniforme alrededor de O, su aceleración continuamente se dirige según el radio OA; pero en este movimiento está sometido:

1.º A la aceleración de la gravedad según Ag.
2.º A la fuerza centrífuga según OW.

Bajo la influencia de estas dos fuerzas la aceleración aparente se dirigirá según AY, como diagonal del paralelogramo construido sobre los valores de las dos fuerzas, gravedad y centrifuga. AY será, pues, la vertical aparente.

E. Si amarramos un pequeño péndulo p ó un vaso lleno de agua en el punto A del vehículo, el cuerpo pesado se colocará según la dirección AY, y la superficie del líquido tomará una posición perpendicular á esta dirección de la vertical aparente.

El líquido presentará su superficie libre normal-