2.-El
comportamiento de una cuerda de escalada
2.1.-Una caída asegurada
estáticamente
2.1.1.-Descripción
general del fenómeno
Un escalador de masa m asegura la cuerda que utiliza en el punto
S
de forma estática, es decir, que no puede deslizarse. Conocemos
la longitud L de cuerda útil, su sección S,
y su módulo de Young E.
El escalador continúa su ascensión, y al llegar al punto
A
pasa la cuerda por un mosquetón, sujeto a la pared por una clavija
o un empotrador. Para describir la posición del punto de seguro
intermedio usamos el factor
, de valor entre 0 y 1, de manera que la distancia del escalador a la clavija es de
L.
Si =1, no hay clavija colocada, y si
=0 el escalador está justo en el sitio donde está colocada.
Desde el seguro intermedio hasta el seguro estático ha quedado una
longitud de cuerda de valor (1-)L.
Al llegar al punto B sufre una caída, y suponemos que cae sin
que la cuerda toque la pared en ningún momento. Es evidente que
cae una distancia doble de la que hay entre A y B, y a continuación
empieza a estirarse la cuerda. Cumpliéndose la ley de Hooke, la
fuerza que va haciendo la cuerda hacia arriba, frenando la caída
del escalador, irá aumentando a medida que la deformación
vaya siendo mayor. En el punto C la velocidad del escalador es nula,
y la fuerza que la cuerda está haciendo es máxima. Llamaremos
a esta fuerza máxima en el punto más bajo de la caída
"tensión de frenado" y la representaremos por F.
Por descontado que después de ser frenado por la cuerda el escalador
se enfrenta a otro problema: las oscilaciones en vertical que empezará
a hacer, ya que si bien no tiene velocidad en C sí que tiene
aceleración. Estas oscilaciones pueden ser tan peligrosas como la
propia caída si hacen que el escalador toque la pared, y la cuerda
debería ser capaz de amortiguarlas al menos en parte.