Al leer la introducción y ver el apellido Cavendish, muchos de vosotros y en especial los amantes del ciclismo habréis pensado en el sprínter del Sky Pro Cycling Team y nacido en la Isla de Man, Mark Cavendish. Sin embargo, y aunque Mark también sea extravagante y británico, no destaca especialmente por sus conocimientos sobre física ni por sus descubrimientos en el área. Por tanto, no nos queda más remedio que hablar del brillante y solitario científico Henry Cavendish.
Rico, algo Asperger (es decir, nada sociable) y poco común, formó parte como tantos otros mucho más vulgares y no tanto, como pueden ser Newton o Hooke, de la Royal Society. Esta organización se reunía semanalmente con el objetivo de hablar de los experimentos más importantes que surgían y de todo lo relacionado con la ciencia, aislándose de la política o la vida social. Esta sociedad, que a lo largo de su historia ha sido galardonada con numerosas medallas obtuvo en 2011 en Premio Príncipe de Asturias de Comuniación y Humanidades como último de los logros a mencionar. Por último, y uniéndose a Cavendish, Newton y Hooke, otros ilustres como Darwin, Huygens o Leibniz también formaron parte de esta selecta sociedad.
Volviendo al carismático Cavendish, no solo destacó en física con su famosa determinación de G, de la cual hablaremos más adelante, sino que hizo numerosos avances en química. Pero para conocer la importancia de los descubrimientos del señor Cavendish hay que saber que en aquella época, la mayor novedad en química era que el flogisto era el único gas que había en el aire. A partir de eso, consiguió desmentir esa burda teoría, llegando a calcular los porcentajes absolutos del aire de la Tierra. He aquí un gráfico de los porcentajes reales de hoy en día:
Henry Cavendish no falló más que en centésimas de porcentaje a la hora de estimar este altura hace ya varios siglos, sin duda una proeza del genio inglés, pero nacido en Niza (Francia).
Además, fue capaz de diferenciar en el agua el oxígeno del hidrógeno y de analizar las características de este último elemento mientras coqueteaba con mercurios y ácidos. Se le considera el inventor del primer elemento de la tabla periódica, cuyas propiedades más significativas son su estado gaseoso, su densidad de 0,89 kg/m^3 y su temperatura de inflamabilidad a -18ºC.
Si seguimos por la larga lista de descubrimientos que se le atribuyen a Henry Cavendish, topamos con la medida del calor específico en diversas disoluciones en agua, es decir, mediante diversas mediciones fue capaz de llegar a la conclusión de que cambiando el calor al que se exponía una disolución cada sustancia variaba una cantidad x, denominada calor específico, que surgía de la diferencia de temperaturas dividido entre la masa de la sustancia. Sin duda, Cavendish demostró ser uno de los científicos más completos de la historia. Comparándolo con Newton, su predecesor en esta lista de genios físicos, su variedad y cantidad de descubrimientos es mucho mayor, a pesar de haber sido Sir Isaac un fantástico científico y también muy completo.
Acercándonos más al famoso descubrimiento de la determinación de G, llegamos al punto de vernos obligados a decir que la famosa Ley de Coulomb es en realidad un descubrimiento que hizo Henry Cavendish muchos años atrás. Esta ley, en la cual se utiliza la balanza de torsión (recuerden este dato, que más tarde aparecerá con casi total seguridad), explica que la fuerza atractiva o repulsiva entre dos cargas (depende del signo de cada carga) es igual a una constante multiplicada por ambas cargas y dividida por el cuadrado de la distancia entre esas dos cargas. Esta ley tiene un parecido muy característico a la expresión matemática de la Ley de Gravitación Universal. Sin embargo, en este caso la fuerza atractiva, o repulsiva, es mayor, ya que la constante, llamada K, es de 9*10^9Nm^2/c^2. La relación entre ambas leyes es patente, y esto en un futuro no fue más que el preámbulo para intentar relacionar ambas leyes dando lugar a una única ley que explicara todo el universo (lo cual aumentó de dificultad al descubrirse las fuerzas atómicas).
Mientras seguía investigando con la electricidad descubrió un aparato que cambiaría la historia, el condensador una de las piezas base de la electrónica analógica. Este aparato bien sencillo sirve para acumular energía mecánica aunque en la práctica sirve para almacenar energía eléctrica. se compone de dos placas metálicas separadas por un espacio ínfimo relleno de un material dieléctrico, la parafina como ejemplo. Les dejamos este enlace a la web Ikaro sobre como hacer un condensador. Viene explicado de forma fácil y sencilla aunque como ya dicen no va a tener mucha capacidad. Nosotros intentamos hacerlo pero no pudimos pero les animamos a que lo hagan y suban sus vídeos o fotos de los condensadores.
Otro de los experimentos del ilustre Cavendish fue un termómetro que funcionaba sin mercurio pero no lo desarrollaremos sino explicaremos como funciona un termómetro. Como muchos sabrán un termómetro mide la temperatura y a medida que esta sube también lo hace un liquido que tiene dentro, normalmente ese liquido es mercurio aunque también los hay de otros tipos. Los termómetros tradicionales se basan en el fenómeno de la dilatación. Cuando en un cuerpo varía la temperatura este tiene a expandirse en el caso de que aumente y a encogerse en el caso contrario, cuanto mayor sea el coeficiente de variación mayor será la diferencia de volumen de una temperatura a otra. Esa el la razón por la cual los termómetros se solían hacer de mercurio pues su coeficiente de dilatación es elevado aunque ahora se prefieren los digitales pues a diferencia de aquellos no contaminan.
En este momento hablaremos de la mayor contribución a la física por parte de este genio. Para los que no lo sepan hablamos de "G" o la constante de gravitación universal. Ese experimento es ciertamente complicado pues se requieran una condiciones difíciles de conseguir además de un material caro pues el precio de un aparato como el que uso nuestro científico ronda los 500 €. Ahora les explicaremos como medir G. Hacia tiempo que Newton había formulado la ley de gravitación universal F=G·m1·m2/r^2 y a pesar de que nadie dudaba de la veracidad de la fórmula todos los científicos se tiraban de los pelos por la dichosa G hasta que llegó Cavendish y les iluminó. Para llevar a cabo semejante proeza se valió de cuatro bolas, dos pequeñas y dos grandes de misma masa cada par (cuanto mas densas las bolas mejor), una barra de un material ligero e hilo fundamentalmente. Todo debe colocarse en la posición y con las medidas que indica la imágen.
Este artilugio se debería colocar en el medio de un sótano vacío para evitar que tuviera mayor atracción gravitatoria por un lado que por otro, Cavendish tampoco podría estar pues su sola respiración haría que el hilo se desequilibrase. Pero no solo esto también habría que colocar un láser, en el caso de Cavendish usó un haz de luz, que se reflejaría en un espejo que gira con las bolas pequeñas y a su vez incidiría en una madera. Esta marca de luz permite saber el ángulo que han girado las esferas pequeñas y con la formula de Newton y conociendo los datos de cada objeto basta con despejar y se obtiene G.
Unos datos más las bolas no han de ser de hierro o acero porque entonces podría entrar en juego el magnetismo y chafarnos el experimento. ¿Pero que es el magnetismo? Es bien simple, es un fenómeno que hace que materiales ejerzan una fuerza tanto atractiva como repulsiva sobre otros materiales. Los elementos conocidos como ferromagnéticos ven amplificada esta cualidad.
Y por último debeis saber si quereis hacer el experimento por vuestra cuenta la cuerda que sujeta las esferas pequeñas y la barras debe de encontrarse en el centro de gravedad de estas o lo que es lo mismo el punto respecto al cual la gravedad de todos los puntos del cuerpo ejerce una fuerza resultante nula.
Otro de los experimentos del ilustre Cavendish fue un termómetro que funcionaba sin mercurio pero no lo desarrollaremos sino explicaremos como funciona un termómetro. Como muchos sabrán un termómetro mide la temperatura y a medida que esta sube también lo hace un liquido que tiene dentro, normalmente ese liquido es mercurio aunque también los hay de otros tipos. Los termómetros tradicionales se basan en el fenómeno de la dilatación. Cuando en un cuerpo varía la temperatura este tiene a expandirse en el caso de que aumente y a encogerse en el caso contrario, cuanto mayor sea el coeficiente de variación mayor será la diferencia de volumen de una temperatura a otra. Esa el la razón por la cual los termómetros se solían hacer de mercurio pues su coeficiente de dilatación es elevado aunque ahora se prefieren los digitales pues a diferencia de aquellos no contaminan.
En este momento hablaremos de la mayor contribución a la física por parte de este genio. Para los que no lo sepan hablamos de "G" o la constante de gravitación universal. Ese experimento es ciertamente complicado pues se requieran una condiciones difíciles de conseguir además de un material caro pues el precio de un aparato como el que uso nuestro científico ronda los 500 €. Ahora les explicaremos como medir G. Hacia tiempo que Newton había formulado la ley de gravitación universal F=G·m1·m2/r^2 y a pesar de que nadie dudaba de la veracidad de la fórmula todos los científicos se tiraban de los pelos por la dichosa G hasta que llegó Cavendish y les iluminó. Para llevar a cabo semejante proeza se valió de cuatro bolas, dos pequeñas y dos grandes de misma masa cada par (cuanto mas densas las bolas mejor), una barra de un material ligero e hilo fundamentalmente. Todo debe colocarse en la posición y con las medidas que indica la imágen.
Este artilugio se debería colocar en el medio de un sótano vacío para evitar que tuviera mayor atracción gravitatoria por un lado que por otro, Cavendish tampoco podría estar pues su sola respiración haría que el hilo se desequilibrase. Pero no solo esto también habría que colocar un láser, en el caso de Cavendish usó un haz de luz, que se reflejaría en un espejo que gira con las bolas pequeñas y a su vez incidiría en una madera. Esta marca de luz permite saber el ángulo que han girado las esferas pequeñas y con la formula de Newton y conociendo los datos de cada objeto basta con despejar y se obtiene G.Y por último debeis saber si quereis hacer el experimento por vuestra cuenta la cuerda que sujeta las esferas pequeñas y la barras debe de encontrarse en el centro de gravedad de estas o lo que es lo mismo el punto respecto al cual la gravedad de todos los puntos del cuerpo ejerce una fuerza resultante nula.
