Fer un ris … en gran!

Fer un ris (A.V., 2008, Diccionari UB Anglès – català, Ed. Publicacions i edicions de la Universitat de Barcelona), rizar el rizo, loop the loop, no és filar encara més prim, és quelcom que fan els aviadors acrobàtics, el Dragon Kan, les “motos (o les bicis) de la mort” i els cotxes de la casa Hot-Wheels. També és un problema clàssic de la Física de batxillerat que combina la dinàmica i la conservació de la energia.

El primer ris (primera muntanya russa amb bucle) que es coneix es va fer a Anglaterra i es va exportar a França, instal·lant-se en els jardins Frascati de París cap al 1848. Les vies del bucle tenien 4 metres de diàmetre i, per salvar-lo, el públic es llançava amb una vagoneta des de 13 m d’altura.

Perelman, en 1969, ja explica aquesta situació, però amb una bicicleta i en fires populars, en el seu llibre Física recreativa 2, i, segons ens diu allí, el “ris de la mort” va ser inventat simultàniament per dos artistes de circ, “Diable” (Johnson) y “Mefisto” (Nuassetti), en l’any 1902.

Als Estats Units, a Coney Island, el 1901 ja es va instal·lat una muntanya russa amb dos bucles. Avui en dia moltes atraccions en fan ús del ris, com el Dragon Khan de Port Aventura.

El ris en els problemes de Física

En l’actualitat el problema del ris és present en la majoria dels llibres de Física o de problemes de Física per batxillerat o primer curs d’universitat. Per exemple:

  • En l’antic llibre de Física General de Santiago Burbano de Ercilla i Carlos Gracía Muñoz – 2003, en la pàgina 168 proposen diversos problemes de ris
  • A la pàgina 100, en el capítol de Treball i energia, del llibre de Problemes de física per a batxillerat i cicles formatius de M. Lluïsa Escoda Acero, Jesús Planella Morató, Joan Josep Suñol Martínez del Departament de Física de la Universitat de Girona (2005. 1 ed. Català. Edició electrònica) hi teniu el problema resolt.

Totes les variants del problema venen a demanar, duna manera o altra, el càlcul de la celeritat necessària en el punt més alt del ris per tal que el mòbil passi el bucle (en el cas del Dragon Khan) o no caigui (en el ris de la mort). Valguin com a exemples tres problemes extrets del document Problemes de física de 2n de batxillerat de Manel Juny.

Experimentalment, he estudiat el problema amb els meu alumnes fent ús de la joguina de cotxes Hot-Wheels. Els seus cotxes són molt massius i es mouen amb un fregament molt petit, el que els fa idonis per treballar molts aspectes de la mecànica. Una de les seves presentacions conté un cotxe i vies que permeten fer un ris, a un preu molt accessible (16-18 €):

Aquests bucles són la senya d’identitat de la marca, fins al punt que van fer l’anunci de sota, a Colòmbia

Un pas més en el ris de la mort

Inspirant-se en la joguina dels cotxes, l’empresa Dunlop, per promocionar els seu pneumàtics en col·laboració amb Fifth Gear TV per a sorprendre a l’audiència al començar les seves noves sèries, van planejar portar la joguina del ris a la carretera. Així, el dia 20 de maig de 2009, a la localitat de Suffolk, al Regne Unit, l’especialista de Hollywood Steve Truglia es va ficar un mono ignífug i un casc de seguretat i va afrontar el repte mai vist: establir un nou record mundial de “fer el ris” en una pista circular de 12 m de diàmetre amb un petit cotxe equipat amb rodes estàndard de Dunlop i sense xarxa de seguretat.

Vídeo de Fifth Gear TV. El vídeo de Dunlop es pot baixar clicant a menu.

Algunes dades de l’organització

  • Estructura circular de 12 metres de diàmetre, 3 metres d’ample de pista i 4.5 tones de planxa d’acer de 3 mm
  • Basament en formigó de 20 tones com a llast per evitar l’enlairament de l’estructura
  • Cotxe d’1,6 metres d’ample, amb 3 litres de gasolina i amb el frontal tret
  • Velocitat Ideal d’entrada al bucle: aproximadament 60 km/h
  • Velocitat prevista en el punt més alt de la trajectòria circular: 27 km/h

Més difícil encara

Però això no va quedar així, el passat 23 de setembre de 2011 es va aconseguir un nou record Ginness de fer el ris amb un cotxe i un bucle encara més gran. El enorme llaç tenia un diàmetre de 12,87 m, una amplada de 3,68 m i  es va fer d’acer amb un pes de de 33 t.

Ha estat aconseguit a la Xina, a Shanghai, per Li Yatao de l’Equip de cotxes de Zhejiang Youngman Lotus Automobile, amb un cotxe Lotus L5 Sportback d’1,6 L i 130 CV. Aquesta marca de cotxes no és coneguda aquí, però si a la Xina.

I el no va més

Ara, Dunlop contraataca i el proper 20 de maig farà el mateix ris de fa tres anys, però al revés, farà marxar el cotxe … de cul!.

Treure partit al vídeo de Dunlop

Si us baixeu el vídeo, directament el podeu obrir amb el programa Tracker i analitzar com el cotxe fa el ris, ja que el format ho permet. Sabem el diàmetre de l’estructura podem calibrar les imatges, i com hi ha una part de la filmació (entre el segon 852 i 936) en la que es veu de front com el cotxe fa el bucle, podem mesurar les velocitats que porta el cotxe en qualsevol moment.

La resolució del problema del ris porta a que la celeritat mínima que ha de portar el mòbil en la part més alta del bucle de radi R = 6 m, és:

Perelman l’explica molt bé en el seu llibre comentat més amunt. També podeu mirar la resolució de M. Lluïsa Escoda Acero, Jesús Planella Morató i Joan Josep Suñol Martínez a la pàgina 101 del seu llibre electrònic.

Un anàlisi ràpid del vídeo confirma que la celeritat d’entrada del cotxe al bucle és de 18,6 m/s = 66,8 km/h i en el punt més alt de 9,9 m/s = 35,7 km/h, és a dir velocitats més que suficients per que el cotxe faci el ris i no caigui.

Us torno a recomanar el programa Tracker i recordar-vos que té un manual en castellà i un minimanual en català, molt pràctic per començar, fet per Valentí Ferrer, professor de física (i química) al Prat de Llobregat.

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s