Tu papá tenía razón sobre física, pero estaba equivocado sobre tu juguete. Hay algunos criterios para que la primavera pierda su acción. La razón real de esto se da al final de la respuesta, pero comencemos con lo básico.
El comportamiento de la primavera es el mismo que el de cualquier otro objeto. Cualquier objeto sometido a tensiones intenta resistir o deformarse dependiendo de la capacidad del objeto para hacerlo. Una banda elástica cuando se estira se deforma fácilmente, pero cuando se suelta vuelve a su forma original (el mismo comportamiento que un resorte). Cuando se aplica la fuerza de estiramiento, se deforma, pero al mismo tiempo, la energía se almacena dentro del material y esa energía se utiliza para devolverla a su forma original. Cuando eso sucede, se dice que el objeto es elástico. Un material plástico, por otro lado, se deforma permanentemente, lo que significa que la energía no se almacena, sino que se gasta en reorganizar la estructura cristalina interna del material.
Tal comportamiento también es exhibido por los metales. Consideremos el acero aquí. Incluso el acero se comporta como un objeto elástico cuando se aplican fuerzas dentro de cierto límite. (Dicho esto, todos los materiales tienen ese límite). Se llama el punto de ceder. (o resistencia, Archivo: Stress Strain Ductile Material.png). Cuando el material se somete a una tensión por encima de su límite elástico, el material se deforma (cambia de forma original) permanentemente o se rompe, ya sea de caucho o acero.
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Pero hay otros mecanismos en los que un material puede deformarse. Una es a través de la fatiga, en la cual se aplican tensiones repetitivas al objeto varias veces, luego de lo cual falla. A mayor número de ciclos, menor el estrés requerido para deformarse. (Pero entonces el estrés debe estar por encima de un valor mínimo específico para que ocurra una falla por fatiga). Las alas de los aviones y las palas de la turbina están sometidas a tensiones cíclicas continuamente durante el vuelo, y ha habido varias fallas desastrosas debido a la falla por fatiga.
Otro mecanismo es la fluencia (deformación). Esto es quizás lo que tu padre tenía en mente. Un material, cuando se somete a una carga (incluso por debajo del límite elástico) durante largos períodos de tiempo, se deforma bajo esa carga. Aquí, en este caso, el resorte dejado cargado durante años podría haberse deformado permanentemente y no haber lanzado el proyectil, si la temperatura en la que se ha mantenido su juguete durante todos estos años fuera lo suficientemente alta. Pero en su caso, ni la temperatura ni la fuerza de compresión fueron lo suficientemente altas como para inducir la fluencia. Uno de los ejemplos más recientes y trágicos de fallas de fluencia es el colapso del World Trade Center.
Editar: colapso del World Trade Center.
Las torres gemelas del WTC 1 y 2 tenían 110 pisos. El avión impactó los pisos 93-99 y 77-85 de las Torres 1 y 2, respectivamente. Los diseñadores de las torres habían considerado el impacto de las aeronaves en las torres al diseñar la estructura y, según su análisis, las torres debían soportar impactos de hasta 600 millas por hora por un Boeing 707. Los impactos reales del 11 de septiembre fueron a velocidades de vuelo más bajas. pero aviones más grandes. Aunque los diseñadores hicieron un breve análisis del combustible de vuelo que se arrojó al edificio y el incendio resultante, no tenían los conocimientos ni los recursos para modelar con precisión la estructura de la estructura.
Debido a que el avión impactó hasta 30 pisos debajo de la parte superior de la torre, y derramó un combustible sustancial que se encendió y dio como resultado temperaturas cercanas a los 800 ° C en la estructura expuesta, no pudo soportar el peso de esos 30 pisos encima. (La fluencia es más pronunciada a temperaturas muy altas cercanas al punto de fusión del metal) Por lo tanto, los pisos que se encontraron con la colisión colapsaron, lo que provocó que los pisos superiores cayeran con una alta energía cinética. El impulso de los pisos superiores que se derrumbaron era demasiado alto para que los pisos de abajo pudieran resistir y cayeron en cascada.
Aquí hay un documento técnico sobre esto: Página sobre el noroeste