¿Por qué necesitamos un martillo para clavar un clavo?

Para clavar un clavo es mucho más efectivo un golpe seco con un martillo que apretar sobre él, ni siquiera con la fuerza de varias personas. Esto es algo por todos sabido, pero… ¿conoce el curioso el porqué?

Si empujamos sobre la cabeza del clavo, aunque lo hagamos con mucha fuerza, esta de diluye en el tiempo. Es decir, distribuimos la energía de nuestro empujón a lo largo de un número indeterminado de segundos.

En cambio, si utilizamos un martillo, toda la fuerza aplicada en el martillazo, áunque menor que la de varias personas empujando, es suficiente para lograr que el clavo se introduzca en, por ejemplo, un taco de madera.

Y esto es así, porque el clavo recibe un mayor impulso, pues toda esa fuerza se aplica en un instante, en un periodo muy corto de tiempo. De tal manera que casi toda la energía cinética del martillo en movimiento se traslada a la cabeza del clavo, en lo que llamamos una colisión elástica.

Entendamos por una colisión perfectamente elástica el choque entre dos o más cuerpos que no sufren deformaciones permanentes debido al impacto, en la que se conserva la energía cinética del sistema y en la que no hay intercambio de masa entre los cuerpos que colisionan.

Un martillazo no es perfectamente elástico porque la cabeza del clavo se deforma, se pierde energía en forma de calor y quizá una pizca de metal del clavo quede enganchado en el martillo o viceversa, pero sí podríamos calificarlo de elástico.

Y una vez recibido el impacto… ¿por qué se introduce el clavo? ¿por qué no se parte o hace rebotar el martillo o…?

La fuerza y la comsiguiente deformación del metal se originan en la cabeza del clavo, pero se propagan a lo largo del cuerpo del clavo como onda de presión hasta alcanzar la punta.

La presión es una magnitud que viene dada por la fuerva dividida por el área. Es decir, una misma fuerza aplicada sobre un superficie más pequeña tendrá mayor presión.

Y esto es lo que ocurre aquí. La superficie de la punta es mucho menor que la de la cabeza, y en la punta la presión se hace mayor, facilitando de esta manera su penetración en la madera.

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