El “efecto elefante” y su relación con las leyes de Newton

En una colisión, la masa del ocupante no cambia (evidentemente siempre se pesa la mismo), con lo cual decir que “en caso de una colisión nuestro cuerpo pesa 20 veces más” es una simplificación para poder entender las fuerzas que intervienen en un impacto. Si pudiéramos poner una báscula debajo del ocupante durante toda la colisión que solo midiera su peso, veríamos como siempre pesa lo mismo. La explicación de todo esto está en las leyes de Newton.

La primera ley de Newton, también conocida como la ley de la inercia, establece que “todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a menos que sea obligado a cambiarlo por fuerzas que actúen sobre él”.

Esta ley describe el concepto de inercia, que es la tendencia de un objeto a permanecer en su estado actual (ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme) a menos que una fuerza externa actúa sobre él. En resumen, un objeto parado tiende a permanecer parado, y un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección, a menos que una fuerza externa intervenga.

Imaginemos que tenemos una colisión a 50 km/h. El vehículo empezará a decelerar bruscamente, mientras que nuestro cuerpo continuará avanzando a 50 km/h, y según Newton lo hará hasta que algo le obligue a cambiar su estado. Ese “algo” es el cinturón de seguridad, o el sistema de retención infantil para los niños. En este punto es cuando aplicaremos la tercera ley de Newton.

La tercera ley de Newton, también conocida como la ley de acción y reacción, establece lo siguiente: “Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, entonces el cuerpo B ejerce una fuerza de igual magnitud, pero en dirección opuesta, sobre el cuerpo A”.

Para poder pararnos, el cinturón o la sillita infantil, debe ejercer una fuerza sobre los ocupantes de la misma intensidad que nosotros estamos ejerciendo, pero ¿cuál es esa fuerza?

Otra vez Newton nos ayuda a resolverlo, a través de su segunda ley, que establece la relación entre fuerza y aceleración, donde la fuerza es el producto de la masa del cuerpo (del adulto o del niño) por la aceleración (o deceleración) a la que estén sometidos.

Ahora ya lo tenemos. Como nuestro cuerpo está siendo retenido por el cinturón de seguridad de una manera brusca, está experimentando una variación de la velocidad (una deceleración). Del producto de esa deceleración por la masa del ocupante resultará la fuerza que se ejerce sobre el cinturón de seguridad, y que este, a su vez, ejerce sobre nosotros. La fuerza no será constante, sino que irá variando en función de la intensidad de la deceleración en la colisión.

Esa fuerza derivada de la retención del cinturón es lo que se denomina “efecto elefante”. La deceleración en caso de colisión de un turismo se considera entre 20 y 40 veces la fuerza de la gravedad, y dado que no hablamos de fuerza, sino de aceleración, ése es el factor por el cual multiplicamos la masa.

¿Y los objetos dentro del vehículo?

Los objetos se moverán a la misma velocidad que lo estaban haciendo, en nuestro ejemplo 50 km/h, hasta que encuentren algo o alguien que los retenga.

En ese momento la fuerza resultante será el producto de su masa (en general poca) por la deceleración que experimente, y que no será la que experimenta el vehículo, sino muchísimo más alta.

Como resumen, decir que en caso de impacto nos “convertimos” en elefantes, es una simplificación de las leyes de Newton para entender el efecto de una colisión en nuestro cuerpo, y, además, ese principio no es aplicable de igual manera a todos los ocupantes u objetos en un vehículo.