Las pendientes o los planos inclinados son superficies diagonales (o planas que forman un ángulo) sobre las cuales los objetos pueden estar en reposo, deslizarse o rodar hacia arriba o hacia abajo.
Tornillo de Arquímedes: Un Ejemplo Clásico
Un tornillo de Arquímedes es una máquina gravimétrica helicoidal utilizada para la elevación de agua, harina, cereales o material excavado. Es un cilindro hueco, situado sobre un plano inclinado, que permite elevar el cuerpo o fluido situado por debajo del eje de giro. Desde su invención hasta ahora se ha empleado para el bombeo. Se suele considerar que fue inventado en el siglo III a. C.
Formas en la Naturaleza y Principios Físicos Subyacentes
Sin recibir presión de ninguna dirección determinada en el espacio, los cuerpos inertes tienden a elegir la esfera, ya que la simetría circular implica el mínimo cuerpo con volumen viable en el vacío. Astros o burbujas en el líquido demuestran estas características. La naturaleza favorece las formas esféricas cuando no hay grandes presiones externas (isotropía): microorganismos, huevos, erizos, frutas, semillas, esporas, medusas, han priorizado esta forma. Por su simetría, la esfera tiene la superficie mínima de un cuerpo tridimensional, con lo que su superficie o frontera con el exterior es la que pierde menos calor. Al carecer de aristas, la esfera es la forma más difícil de apresar o morder.
Al ser una circunferencia que huye por el plano que la contiene, la espiral es la mejor manera de crecer ocupando el mínimo espacio. Aparece con frecuencia en los grandes animales cuando lo masivo, voluminoso o largo no debe afectar a la movilidad. En las plantas, la espiral aparece cuando crece algo que luego se despliega. Un conjunto de círculos cubre un plano, pero deja espacios. Cuando crece la presión para aprovechar el espacio, los círculos se convierten en hexágonos. Ocurre algo similar con esferas y cilindros en un espacio tridimensional. El panal de las abejas o el ojo facetado de un insecto demuestran la valía de este diseño: cuantas más celdas y visión en el mínimo espacio, más posibilidades de sobrevivir.
La hélice es una circunferencia que se desplaza en la dirección perpendicular al plano que la contiene. La fricción entre un elemento helicoidal y otro cuerpo demuestra su idoneidad para el agarre entre ambos elementos. En árboles y plantas, frutos y vainas toman esta forma para caer girando y desplazándose con la ayuda de la más mínima brisa, explorar nuevos emplazamientos y así maximizar las posibilidades de propagación.
El ángulo, como el vértice de un cono, concentra materiales (efecto embudo) o fuerzas (efecto punta). Cuanto más afilada es la punta de un filo, más presión ejerce la fuerza sobre la punta (presión = fuerza / superficie). La selección natural favorece esta idea: en los organismos complejos, abundan los objetos puntiagudos como solución para comer y no ser comido (dientes, garras, cuernos, espinas, púas). La tecnología humana se sirve del mismo principio en sus herramientas.
El todo se reproduce en las partes, y en las partes de las partes, y así sucesivamente, según se amplía o reduce la apertura de visión. La fractal es el modo más sencillo de crear complejidad: usar el mismo patrón para crecer o decrecer de manera exponencial. Relámpagos, olas, determinados minerales (pirolusitas). En una parábola, todo pasa por el foco.
La catenaria es una curva que sirve como un modo de organizar estructuras que aguantan su propio peso y evitan tensiones suplementarias. La catenaria representa la situación de máximo descanso y mínima rigidez. De ahí que el urbanismo haya favorecido su uso en las últimas décadas, como las catenarias invertidas usadas por Gaudí en sus arcos.
La onda es la forma que se propaga por el espacio con mayor eficiencia. Peces y reptiles se desplazan siguiendo ondas transversales laterales de su cuerpo. Los mamíferos acuáticos, por el contrario, usan ondas transversales verticales, mientras los gusanos optan por ondas longitudinales (similares a espasmos). Las ondas electromagnéticas, como las que conforman la luz (composición de 2 ondas transversales) o el sonido (longitudinales) propagan información sin materia.
TAG: #Trabajo
