Vertical y horizontal
La plomada y el nivel de burbujaEditar
En física, ingeniería y construcción, la dirección designada como vertical suele ser aquella de la que cuelga una plomada. Alternativamente, se puede utilizar un nivel de burbuja que aprovecha la flotabilidad de una burbuja de aire y su tendencia a ir verticalmente hacia arriba para comprobar la horizontalidad. También se puede utilizar un dispositivo de nivel de agua para establecer la horizontalidad.
Los niveles láser rotativos modernos que pueden nivelarse automáticamente son instrumentos sofisticados y robustos y funcionan según el mismo principio fundamental.
La aproximación de la tierra planaEditar
En el escenario de la tierra plana, donde la tierra es teóricamente una gran superficie plana (infinita) con el campo gravitacional en ángulo recto con la superficie, la superficie de la tierra es horizontal y cualquier plano paralelo a la superficie de la tierra es también horizontal. Los planos verticales, por ejemplo, las paredes, pueden ser paralelos entre sí o pueden cruzarse en una línea vertical. Las superficies horizontales no se cruzan. Además, un plano no puede ser a la vez un plano horizontal en un lugar y un plano vertical en otro.
La Tierra esférica
Cuando se tiene en cuenta la curvatura de la tierra, los conceptos de vertical y horizontal adquieren otro significado. En la superficie de un planeta suavemente esférico, homogéneo y no giratorio, la plomada señala como vertical la dirección radial. En sentido estricto, ya no es posible que las paredes verticales sean paralelas: todas las verticales se cruzan. Este hecho tiene aplicaciones prácticas reales en la construcción y en la ingeniería civil, por ejemplo, la parte superior de las torres de un puente colgante está más separada que la parte inferior.
También los planos horizontales pueden cruzarse cuando son planos tangentes a puntos separados de la superficie de la tierra. En particular, un plano tangente a un punto del ecuador se cruza con el plano tangente al Polo Norte en ángulo recto. Además, el plano ecuatorial es paralelo al plano tangente al Polo Norte y, por tanto, pretende ser un plano horizontal. Pero es, al mismo tiempo, un plano vertical para los puntos del ecuador. En este sentido, se puede decir que un plano puede ser a la vez horizontal y vertical, horizontal en un lugar y vertical en otro.
Complicaciones adicionalesEditar
Para una tierra que gira, la plomada se desvía de la dirección radial en función de la latitud. Sólo en los polos norte y sur la plomada se alinea con el radio local. En realidad, la situación es aún más complicada porque la Tierra no es una esfera lisa y homogénea. Se trata de un planeta no homogéneo, no esférico y en movimiento, y la vertical no sólo no tiene por qué coincidir con una radial, sino que incluso puede ser curva y variar con el tiempo. A menor escala, una montaña a un lado puede desviar la plomada del verdadero cenit.
A mayor escala, el campo gravitatorio de la tierra, que es al menos aproximadamente radial cerca de la tierra, no es radial cuando se ve afectado por la luna a mayor altura.
Muros y suelosEditar
En un piso (horizontal), se puede trazar una línea horizontal pero no una línea vertical en el sentido de una línea de plomada. Pero en una pared (vertical), uno puede dibujar tanto líneas verticales como horizontales. En este sentido, una pared vertical permite más opciones. Esto se refleja en las herramientas que utiliza un albañil: una plomada para la verticalidad y un nivel de burbuja para comprobar que las capas de mortero son horizontales. En un suelo se pueden trazar líneas que vayan al norte, al sur, al este y al oeste, es decir, en cualquier dirección de la brújula. Una pared permite menos opciones. Por ejemplo, en una pared que discurre a lo largo de una longitud, un insecto no puede arrastrarse hacia el este.
Independencia de los movimientos horizontales y verticalesEditar
Sin tener en cuenta la curvatura de la tierra, los movimientos horizontales y verticales de un proyectil que se mueve por gravedad son independientes entre sí. El desplazamiento vertical de un proyectil no se ve afectado por la componente horizontal de la velocidad de lanzamiento y, a la inversa, el desplazamiento horizontal no se ve afectado por la componente vertical. Esta noción se remonta al menos a Galileo.
Cuando se tiene en cuenta la curvatura de la tierra, la independencia de los dos movimientos no se mantiene. Por ejemplo, incluso un proyectil disparado en dirección horizontal (es decir, con una componente vertical nula) puede salir de la superficie de la tierra esférica y, de hecho, escapar por completo.