No a todo el mundo se le da bien el hula hoop, las matemáticas explican por qué

Los matemáticos descubren por qué algunas personas son mejores con el hula hoop y cómo aplicar estas ideas en energía y robótica

El hula hoop es un pasatiempo universal, pero pocas veces reflexionamos sobre cómo se mantiene girando o por qué algunas personas lo manejan con facilidad mientras otras luchan por mantenerlo en el aire. Un equipo de matemáticos del Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nueva York ha investigado este tema, revelando que tanto el movimiento como la forma del cuerpo de la persona son importantes.

El estudio, liderado por el profesor asociado Leif Ristroph y publicado en la Proceedings of the National Academy of Sciences, representa el primer análisis físico-matemático detallado del hula hooping. Según Ristroph, la investigación se centró en descubrir los movimientos y formas que facilitan mantener el aro en movimiento y las restricciones físicas involucradas.

Para tener éxito con el hula hooping es necesario combinar movimiento corporal con principios físicos para desafiar la gravedad. Este fenómeno involucra conceptos como el momento angular, que mantiene el aro girando, y las propiedades geométricas del cuerpo de la persona, que influyen en su estabilidad. Estudiar estos aspectos puede ayudar no solo a entender este entretenimiento, sino también a optimizar tecnologías que dependen de movimientos oscilatorios o formas específicas, como los robots o los sistemas de generación de energía.

En el laboratorio de matemáticas aplicadas de NYU, los investigadores recrearon modelos de el hula hoop en miniatura. Utilizaron figuras tridimensionales impresas en 3D que simulaban diferentes tipos de cuerpos humanos a escala reducida. Estas figuras, que incluían formas de cilindro, cono y reloj de arena, se movían mediante motores para imitar los movimientos típicos de una persona al hacer hula hoop. Los experimentos utilizaron aros de unos 15 centímetros de diámetro, grabando las dinámicas con cámaras de alta velocidad.

Resultados sorprendentes

Los científicos encontraron que cualquier movimiento adecuado podía mantener el aro girando, independientemente de la forma general del cuerpo. Sin embargo, para evitar que el hula hoop cayera bajo la fuerza de la gravedad, era esencial una combinación específica de inclinación y curvatura en la forma del cuerpo. Los «cuerpos» con superficies inclinadas que actuaban como «caderas» y curvas que simulaban una «cintura» ofrecían el ángulo y soporte necesarios para empujar el aro hacia arriba y mantenerlo girando.

“Las personas tienen cuerpos muy variados; algunos poseen estas características de inclinación y curvatura, mientras que otros no,” explica Ristroph. “Esto podría explicar por qué algunas personas son ‘naturales’ con el hula hoop y otras necesitan más esfuerzo.”

Los investigadores también desarrollaron modelos matemáticos para describir estas dinámicas. Estas fórmulas no solo explican los resultados experimentales, sino que también podrían tener aplicaciones prácticas. Según Ristroph, “Nos sorprendió que una actividad tan popular y saludable como el hula hooping no estuviera comprendida ni siquiera en su nivel más básico.”

Aplicaciones futuras

Más allá del entretenimiento, las matemáticas detrás del hula hoop podrían inspirar avances tecnológicos. Los investigadores sugieren que este conocimiento puede aplicarse para cosechar energía de vibraciones, mejorar la precisión de robots industriales o diseñar sistemas más eficientes para movimientos en procesos de fabricación.

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