Gotas del príncipe Rupert

Las gotas del príncipe Rupert, también conocidas como esferas de Rupert o lágrimas holandesas,^[1]​ son una curiosidad de vidrio creadas haciendo gotear vidrio fundido en agua fría. El vidrio se enfría en una gota en forma de renacuajo, con una larga y fina cola. El agua enfría rápidamente el vidrio fundido del exterior de la gota, mientras que el interior permanece significativamente más caliente. Esta contracción provoca grandes fuerzas de compresión en el exterior, mientras que el interior sufre una tracción. Se dice que es un tipo de vidrio templado.

Gotas del príncipe Rupert

La tensión residual es muy alta en el interior lo que da a la gota cualidades inusuales, como la habilidad de soportar el golpe de un martillo en el extremo más ancho sin romperse, mientras que se desintegra si se daña ligeramente la cola.

Daño

Cuando se daña la cola, se libera gran cantidad de energía potencial almacenada en la estructura atómica amorfa de la gota, causando fracturas que se propagan a través del material a gran velocidad.^[2]​

Un análisis reciente de la fragmentación de las gotas del príncipe Rupert con vídeo de velocidad extremadamente alta^[3]​ ha revelado que el foco de fractura que se inicia en la cola y se propaga desintegrando la gota lo hace a una velocidad muy alta (~ 1450–1900 m/s, o 5220-6840 km/h, un número que en el aire sería Mach 5.5).

Debido a la transparencia del vidrio, la tensión interna del objeto puede demostrarse observando a través de filtros polarizadores.

Historia

Los relatos académicos de la historia inicial de las gotas del príncipe Rupert se dan en las notas y registros de la Royal Society de Londres.^[4]​ La mayor parte de los estudios científicos de las gotas se realizaron en la Royal Society.

Hay información fiable de que las gotas se hicieron en Mecklenburg (Norte de Alemania) al menos a inicios de 1625. Sin embargo, se ha afirmado que se inventaron en Holanda, dado su nombre común en el siglo XVII era larmes bataviques o lacrymae Batavicae. El secreto de como hacerlas permaneció durante un tiempo en la zona de Mecklenburg, aunque las gotas se extendieron por toda Europa, para venderla como juguetes o entretenimiento.

Parece evidente que el príncipe Rupert no descubrió las gotas, pero tuvo un papel importante en su historia siendo el primero en traerlas a Gran Bretaña en 1660. Se las dio al rey Carlos II de Inglaterra, quien a su vez se las dio a la Royal Society en 1661 (que había sido creada el año anterior) para estudios científicos. Muchas de las publicaciones iniciales de la Royal Society hablan de las gotas y de los experimentos realizados. Entre esas publicaciones estaba Micrographia en 1665 de Robert Hooke, quien descubriría la ley de Hooke.^[5]​ Su publicación mostraba correctamente todo lo que se podía decir sobre las gotas del príncipe Rupert con los medios de ese tiempo, de elasticidad (a quien Hooke contribuyó posteriormente) y el fallo en la propagación de grietas en materiales frágiles. Para entender la mecánica de la fractura hay que esperar hasta el trabajo de A. A. Griffith en 1920.^[6]​

Referencias literarias

Debido a su uso como objeto de fiesta, las gotas del príncipe Rupert fueron ampliamente conocidas en el siglo XVII - más que en la actualidad. Por su uso en la literatura contemporánea, se podía ver que se esperaba que la gente educada (o aquellos en "sociedad") estuvieran familiarizadas con ellas. Samuel Butler las usó como metáfora en su poema Hudibras, en 1663^[7]​ y Pepys se refiere a ellas en su diario.^[8]​

Las gotas fueron inmortalizadas en un verso de la Balada de Gresham College (1663):

And that which makes their Fame ring louder,

With much adoe they shew'd the King
To make glasse Buttons turn to powder,
If off the[m] their tayles you doe but wring.
How this was donne by soe small Force

Did cost the Colledg a Month's discourse.^[9]​

Balada de Gresham College (1663)

Peter Carey le dedica un capítulo a las gotas en su novela de 1988, Oscar y Lucinda.

Referencias

1. Amédée Guillemin (1873). The Forces of Nature: A Popular Introduction to the Study of Physical Phenomena. MacMillan & Co. 
2. Palou, Nacho (1 de mayo de 2017). «Balas vs gota del príncipe Rupert». Microsiervos. Consultado el 2 de mayo de 2017. 
3. Chandrasekar, Srinivasan. . Purdue University. Archivado desde el original el 7 de febrero de 2012. 
4. Brodsley, L., Frank, Sir Charles, and Steeds, J.W. S.: “Prince Rupert’s Drops” Notes Rec. R. Soc. Lond. 41, 1-26 1986
5. Robert Hooke, “Observation vii. of some Phaenomena of Glass Drops”. In Micrographia or Some Physiologial Descriptions of Minute Bodies made by Magnifying Glasses with Observation and Inquiries thereupon (London, 1665), pp. 33-44
6. A. A. Griffith: “The Phenomena of Rupture and Flow in Solids” Philosophical Transactions of the Royal Society, London. A 221 163-198. 1920
7. Butler, S.: “Hudibras” (Zachary Grey edition, London, 1799). También la edición de John Wilders (Oxford University Press, 1967)
8. Pepys, S.: “The Diary” (ed. Robert Latham & William Matthews), vol. III (Berkeley and Los Angeles, University of California Press, 1970-76), 13 de enero de 1662, p. 9
9. Stimson, Dorothy. "Ballad of Gresham College". Isis volumen 18, número 1, 1932. pp. 103-117.

Enlaces externos

• Gota del príncipe Rupert Vídeo demostrando la creación, fuerza y fragilidad explosiva de las gotas del príncipe Rupert.
• Vídeo mostrando la creación y rotura de las gotas del príncipe Rupert en el Museo del vidrio en YouTube.
• [1] Artículo de Popular Science con video que detalla las gotas del príncipe Rupert.

•   Datos: Q117812
•   Multimedia: Prince Rupert's Drop