Y, curiosamente, está tomada en interior. El astronauta Pedro Duque partió a la ISS el 18 de octubre de 2003 a bordo de una nave Soyuz que despegó del cosmódromo de Baikonur. Aquí tenéis una foto del grupo que coincidieron entonces en la ISS.

En aquella misión tomaron una fotografía que, además de bella, es pura física. Es el motivo de esta entrada del blog. Pedro Duque posa ante una gota de agua que nos da una imagen de su rostro. Aquí la tenéis.

Podemos aumentarla para ver mejor la imagen de la gota de agua.

La imagen es pura física por varios motivos. La primera es la forma de la gota. En ausencia de gravedad (al final del artículo veremos que en realidad no se encuentran en ausencia de gravedad), los líquidos tienden a esta forma circular. La explicación nos viene de la mano de Ciencia Popular.

... en ausencia de gravedad, la forma que adquieran los líquidos es esférica, ya que así se minimiza la tensión superficial, como consecuencia de la aplicación del principio de Hamilton , que dice que todo sistema mecánico evoluciona hacia un mínimo de energía. Esta mínima tensión superficial hace que el líquido en ausencia de fuerzas externas tienda a disminuir en lo posible su superficie para un volumen dado, siendo la esfera la forma más óptima.

Lógicamente, la óptica también esté implicada en la imagen. La gota de agua en forma esférica actua como lente convergente, ofreciendonos una imagen invertida de Pedro Duque. La siguiente imagen nos ayuda a comprender como se forma esta imagen invertida.

Como no se trata de una lente delgada, la imagen aparece deforme como consecuencia, principalmente, de la distorsión.

Pero, ¿por qué flotan tanto Pedro Duque como la gota de agua? Porque están en el espacio, contestarían muchos. Pues en realidad, no. Esta es la fórmula que nos sirve para calcular la intensidad del campo gravitatorio.

Esas imágenes están grabadas en vuelos especiales que, tras subir rápidamente, describen una parábola que, en el sentido descendente, está en caída libre. Lo mismo sucede enel caso de la ISS, aunque es un poco más complicado de entender. Trataremos de explicarlo.

Como ya explicamos aquí, aunque nuestros estudiantes de bachillerato se hartan de usarla, la fuerza centrífuga no existe. ¿Qué es lo que realmente está sucediendo? Pues que, además de estar en caída continua, la ISS tiene una velocidad transversal. Velocidad que es justo la adecuada para que, a medida que la ISS cae, se “salva” de esta caída porque “huye” hacia adelante, manteniéndose así siempre en órbita a la misma altura de la superficie terrestre. Quizá el dibujo os ayude a entenderlo.

En fin, una bella imagen…con mucho jugo. Os la podéis descargar a mayor resolución desde aquí. Y la vimos en Starts with a bang!

Esta entrada participa en la XIV edición del Carnaval de la Física.

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