13. Las olas de la quilla.

Volvemos otra vez al río. Parados sobre un puente, observamos con atención el rastro dejado por un barco. Vamos a ver como se separan las dos crestas de las olas, de la proa (Figura 48).

Figura 48. La ola de la quilla

¿Por qué aparecen? ¿Y por qué cuando el ángulo entre ellas es más agudo, más rápido va el barco?

Para dejar en claro la causa de la aparición de las dos crestas, volvemos otra vez a los círculos divergentes en la superficie del agua, que aparecen al lanzar pedruscos al agua.

Cuando tiramos al agua los pedruscos con cierto intervalo entre ellos, podemos observar en la superficie unos círculos de tamaños diferentes; además de esto, cada pedrusco lanzado forma un círculo más pequeño que el anterior. Y si tiramos los pedruscos en línea recta, el conjunto de círculos así formados se asemejan a las olas delante de la proa. Mientras más pequeños sean los pedruscos que tiramos y mayor la frecuencia con la que los lanzamos, mayor será la semejanza. Si hundimos un palito en el agua y lo llevamos luego a la superficie, sustituimos la caída periódica de pedruscos por algo continuo y podemos reproducir la ola que vemos delante de la proa del barco.

Hay que agregar, para aclarar lo antedicho, que al hundirse la proa del barco en el agua, se forma en todo momento la misma ola circular que se forma al lanzar una piedra.

A medida que el círculo aumenta, el barco avanza y forma otra ola circular, detrás de la cual viene una tercera, y así sucesivamente. En lugar de formarse círculos periódicamente debido a los pedruscos que caen al agua, se forman continuamente, tal como podemos ver en la Figura 49.

Figura 49. Apariencia de la ola de la quilla.

Al encontrarse las crestas de dos olas vecinas, se rompen una contra otra, exceptuando dos puntos externos de cada circunferencia. Al unir estos puntos exteriores se obtienen las dos crestas continuas, en dirección de las tangentes exteriores a todas las olas circulares (Imagen derecha de la Figura 49).

Así es como aparecen las crestas, las que los vemos detrás del barco, y detrás del cualquier cuerpo, moviéndose sobre la superficie de agua.

De aquí se deduce que solo es posible este fenómeno cuando el cuerpo se mueve con mayor rapidez que las olas en el agua. Si movemos lentamente el palito sobre el agua, no podemos observar las crestas: Las olas circulares se formarán una dentro de otra y no será posible trazar las tangentes a ellas.

También podemos observar las crestas divergentes en otro caso, cuando el agua corre frente a un cuerpo en reposo. Si la corriente del río es muy rápida, aparecen crestas en el agua, asemejándose a los pilares de un puente. Además se observa con mayor claridad este tipo de olas que la que deja el barco, puesto que no las perturba el movimiento de la hélice.

Aclarado este fenómeno geométrico, probamos a resolver otro problema.

¿De qué depende la amplitud angular entre ambas ramas de la ola de la quilla de un barco?

Trazamos radios desde el centro de las olas circulares (Imagen derecha de la Figura 49) hasta los puntos correspondientes a la cresta rectilínea, es decir, hasta los puntos tangentes a todos los círculos. Es fácil comprender, que OB es el camino que deja el barco durante un tiempo, y OA, la distancia hasta la cual se extiende la perturbación en el mismo lapso de tiempo.

La razón OA / OB, es el seno del ángulo OBA, y al mismo tiempo es la razón entre las velocidades de la perturbación y la del barco. Entonces, el ángulo B entre las crestas, es el doble del ángulo cuyo seno es igual a la razón entre la velocidad de desplazamiento de las dos olas circulares y la velocidad del barco.

La magnitud de la velocidad de las olas circulares en el agua, es aproximadamente igual para todos los barcos; por eso el ángulo de la divergencia entre las crestas de las olas de la quilla, depende principalmente de la velocidad del barco: el seno del ángulo medio casi siempre es proporcional a dicha velocidad. Y, recíprocamente, por el tamaño del ángulo podemos determinar cuantas veces excede la velocidad del barco a la velocidad de las olas. Si por ejemplo, el ángulo entre las ramas de una ola de la quilla es de 30°, como ocurre en la mayoría de los buques, entonces, el seno de su ángulo medio (seno 15°) será 0,26; es decir, que la velocidad del barco excede a la velocidad de las olas circulares en 1/0,26 , o sea unas cuatro veces.